一种比率型镧系荧光探针用于特异性检测铜离子的方法

技术领域

本发明涉及一种铜离子的检测方法，具体涉及一种比率型镧系荧光探针用于特异性检测铜离子的方法，属于分析检测技术领域。

背景技术

大部分的重金属离子因具有高毒性及易在生态系统和人体内积累的能力，已成为环境和人类健康的严重威胁。铜离子(Cu

目前，传统的检测Cu

吡啶二羧酸(dipicolinic acid，DPA)作为经典的有机配体，其羧基中的氧原子和吡啶环上的氮原子能与镧系金属(Ln

综合上述检测Cu

发明内容

本发明的目的是：为解决现有技术中存在的问题，提供一种比率型镧系荧光探针用于特异性检测铜离子的方法，能够对目标物Cu

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种比率型镧系荧光探针用于特异性检测铜离子的方法，包括以下步骤：

S1、制备luminol-Eu-DPA配位聚合物：

以浓度比为5：0.1：15的比例将镧系金属铕(Eu

S2、铜离子的特异性检测：

取上述步骤S1中制备得到的luminol-Eu-DPA粉末溶于去离子水中，使其充分的溶解，加入含有Cu

以Eu

所述步骤S1中，优选的，luminol的溶液浓度为0.2mM。

所述步骤S1中，优选的，PB缓冲液的pH值为7.5。

所述步骤S1中，PB缓冲液由Na

所述步骤S2中，荧光比值F

其中，Cu

y＝0.0149x+0.253(R

Cu

y＝0.111x-2.645(R

所述步骤S2中，优选的，Cu

所述步骤S2中，优选的，孵育时间为2min。

所述步骤S2中，利用荧光分光光度计测量荧光光谱过程中参数设定为：激发波长为296nm，发射波长范围为360～650nm。

本发明的有益效果是：

1)本发明对铜离子检测的灵敏度高，检测范围为0.01～120μM，检测限低至4.7nM，较其他方法具有更低的检测限和更宽的检测范围，且再加入目标物后引起的荧光从红到蓝区分明显，在紫外灯下可由裸眼直观地观察到。

2)本发明合成luminol-Eu-DPA配位聚合物进一步构建了可视化的比率型荧光传感体系，制备的luminol-Eu-DPA具有良好抗光漂白特性，存储特性，抗高温的特性；用于特异性检测Cu

3)大多数已开发的荧光分析通常为单个信号通道，这易受到仪器参数、环境等因素的影响，从而导致假阳性或假阴性结果，本发明通过Eu

附图说明

图1为本发明比率型荧光传感器luminol-Eu-DPA检测铜离子的原理图；

图2为本发明实施例中制备的luminol-Eu-DPA表征及稳定性分析的相关数据图；

图3为本发明实施例中luminol-Eu-DPA生物传感体系检测铜离子的原理验证相关实验数据图；

图4为本发明实施例中不同luminol浓度、PB缓冲液pH值和Cu

图5为本发明实施例中所制备的生物传感体系荧光比值F

图6为本发明实施例中所制备的生物传感体系对铜离子检测的特异性数据图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。

以下实施例中采用的试验材料、仪器或设备均通过商业渠道购买得到。

如图1所示，为比率型荧光传感器luminol-Eu-DPA检测铜离子的原理图，图中DPA：吡啶二羧酸，luminol：鲁米诺，Eu

实施例：一种比率型镧系荧光探针用于特异性检测铜离子的方法，包括以下步骤：

S1、制备luminol-Eu-DPA配位聚合物：

Luminol-Eu-DPA荧光探针的合成是通过将Eu

PB缓冲液的配制：由0.2M的16mL的Na

S2、铜离子的特异性检测：

取上述步骤S1中制备得到的0.1mg的luminol-Eu-DPA粉末溶于1mL的去离子水中，使其充分的溶解备用，取40μL的luminol-Eu-DPA溶液加入含有Cu

以Eu

其中利用荧光分光光度计测量荧光光谱过程中参数设定为：激发波长为296nm，发射波长范围为360～650nm；不易受仪器因素和探针浓度等因素的影响，可以有效避免荧光背景信号的干扰，还简化了实验操作，同时实现快速高灵敏度和高选择性的目标物检测。

实验结果验证与分析：

1、luminol-Eu-DPA的表征及稳定性分析：

分别通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对所制备的配位聚合物进行表征，并对在不同时间紫外灯照射、存储时间、存储温度下luminol-Eu-DPA的稳定性分析。

其表征图谱如图2所示，其中(A)luminol-Eu-DPA的TEM图，(B)luminol-Eu-DPA的XPS图，(C)luminol(光谱a)，DPA(光谱b)和luminol-Eu-DPA(光谱c)的FTIR图，(D)不同时间的紫外灯照射对F

由图2A知，TEM图片显示合成的luminol-Eu-DPA具有典型的网络状结构，符合已报道的对配位聚合物的形貌的描述。图2B，XPS图谱中揭示了luminol-Eu-DPA的元素组成，其中C

图2C是luminol(光谱a)、DPA(光谱b)和luminol-Eu-DPA(光谱c)配位聚合物的红外光谱图，luminol在3420cm

由图2D-F可知，DPA-Ce-GMP在高功率(60W)的紫外灯源下照射2h，在室温下放置6个月和在温度升至150℃后，F

2、检测原理可行性验证：

取40μL的luminol-Eu-DPA溶液加入360μL含有不同浓度Cu

其检测结果如图3所示，单一配体luminol和DPA与Eu

3、优化实验过程中luminol的浓度，PB缓冲液的pH和加入Cu

实验结果如图4所示，其中(A)不同浓度的luminol对luminol-Eu-DPA体系中荧光比值F

1)分别以浓度为0.1mM，0.2mM，0.5mM，1mM的luminol作为变量，形成luminol-Eu-DPA配位聚合物，实验组中分别取40μL的luminol-Eu-DPA溶液加入360μL含有Cu

结果如图4A所示，由于luminol与Eu

2)分别以pH为5.7，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0的PB缓冲溶液作为变量，形成luminol-Eu-DPA配位聚合物。孵育2min后，依靠荧光分光光度计测量体系在不同pH下Eu

结果如图4B所示，随着PB缓冲液的pH由5.7到7.5的过渡，F

3)分别以孵育时间为2，5，10，20，30min作为变量，依靠荧光分光光度计测量加入Cu

结果如图4C所示，由图可以看出，当Cu

4、以不同Cu

荧光比值F

其中，Cu

Cu

结果如图5所示。如图5A，在构建的传感体系中加入一系列浓度的Cu

如图5B和C，F

5、luminol-Eu-DPA传感体系检测Cu

取40μL由实施例制备的luminol-Eu-DPA溶液分别加入360μL含有Cu

结果如图6所示。其中(A)luminol-Eu-DPA传感体系对Cu

如图6A所示，当向各个传感体系分别加入100μM的Cu

6、实际样品检测：

以自来水和湖水为试剂样品，取10mL的自来水和湖水14000rpm离心10min以除去可能的杂质及颗粒，取离心后的上清液通过0.22μm的纤维素滤膜后保存备用。将构建的luminol-Eu-DPA传感器加入处理好的自来水和湖水中，检测自来水和湖水中本身的Cu

同时，加标后的自来水和湖水用ICP-MS检测Cu

表1为Cu

在自来水和湖水中加入Cu

本方法用于检测铜离子，同样也可以将其应用在试纸条的开发，可将luminol-Eu-DPA溶液浸泡在不同的材质的试纸条上，将不同浓度的铜离子传感体系孵育，在紫外灯下随着铜离子浓度增大，luminol的蓝色荧光逐渐增强，Eu

本发明检测方法中以镧系金属铕(Eu

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。