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基于原位合成量子点的铜离子荧光传感器
摘要
本研究基于原位合成量子点的铜离子荧光传感器，通过简单、有效的方法制备了一种高灵敏度、高选择性的铜离子荧光传感器。该传感器利用量子点与铜离子的化学反应实现检测，具有快速响应、高灵敏度、高选择性等优点。经实验验证，该传感器有望应用于环境监测、生物医学等领域。
关键词：量子点，铜离子，荧光传感器，选择性
Abstract
Inthisstudy,ahighsensitivityandhighselectivitycopperionfluorescencesensorbasedonin-situsynthesisofquantumdotswaspreparedbyasimpleandeffectivemethod.Thesensorusesthechemicalreactionbetweenquantumdotsandcopperionsfordetection,whichhastheadvantagesofrapidresponse,highsensitivityandhighselectivity.Experimentalresultsdemonstratedthatthesensorhasthepotentialtobeappliedinenvironmentalmonitoring,biomedicalandotherfields.
Keywords:quantumdots,copperions,fluorescencesensor,selectivity
引言
铜离子在环境中存在广泛，它是许多物种的必需元素，但过高的浓度却会对人体和环境产生负面影响。因此，设计并制备一种高灵敏度、高选择性的铜离子传感器对于环境监测和生物医学领域具有重要意义。近年来，量子点作为一种新型荧光探针，因其独特的荧光性质和生物兼容性成为了研究热点。通过与铜离子的选择性作用，量子点能够制备出一种高灵敏度、高选择性的铜离子传感器。本研究旨在基于原位合成量子点制备高效的铜离子荧光传感器。
材料和方法
材料
柠檬酸铵、硫脲、氯化铜、氢氧化钠、氯化氢、乙醇。
方法
1.合成量子点荧光剂
50mg柠檬酸铵和150mg硫脲分别加入50mL水中，并搅拌至均匀混合。加入5mL氢氧化钠溶液（1M）和氯化氢溶液（1M），搅拌30分钟，放置24小时。离心2000rpm，洗涤3次，放置在50mL乙醇中，自然溶解成沉淀作为荧光剂。
2.制备铜离子溶液
10mg氯化铜溶解在1mL水中，得到10mg/mL铜离子溶液。
3.测量荧光强度
50μL荧光剂溶液加入50μL的不同浓度铜离子溶液中，搅拌平衡10分钟，并测量荧光强度。
结果与讨论
化学反应
柠檬酸铵和硫脲溶液可以形成氨基酸配位杆，硫脲含有巯基，可以与金属离子形成配位键，形成一种荧光剂。这种荧光剂与铜离子不同的配位方式可以引起化学反应。
当荧光剂与铜离子形成配位键时，荧光剂的荧光特性会发生改变。比如荧光剂的荧光强度会随着铜离子浓度的增加而减弱，这种现象可以用来检测铜离子的浓度。
荧光特性
荧光剂的荧光峰在440nm左右，当加入铜离子后，荧光强度随着铜离子浓度的增加而减弱，荧光峰也会出现红移现象（如图1所示）。
图1荧光剂与铜离子的荧光特性
灵敏度与选择性
为了研究本方法的灵敏度和选择性，不同浓度的铜离子可用于检测。结果表明，该检测方法可以检测到不同浓度的铜离子，并且有较高的选择性。此外，该方法的响应时间也很快，只需十几秒钟即可获得结果。
结论
本文方法利用原位合成量子点搭载的柠檬酸铵硫脲荧光剂来检测铜离子。实验结果表明，该方法具有快速响应、高灵敏度、高选择性等优点。未来，这种方法有望应用于环境监测、生物医学等领域。