一種熒光探針及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熒光檢測技術及其材料和制備方法，具體地，涉及一種新型的熒光探針及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著環(huán)境污染的不斷加劇，水中重金屬離子的含量日益增加.城市污水中重金屬離子主要以顆粒物結(jié)合態(tài)和溶解態(tài)存在，其中大部分為溶解態(tài)的自由離子，但傳統(tǒng)的生物處理方法并不能完全去除這種溶解態(tài)的自由離子，因此，尋找快速有效的重金屬離子檢測技術成為水中重金屬離子的治理關鍵，尤其是建立高選擇性和高靈敏性的水體痕量重金屬檢測技術，對其治理和去除工作具有重要意義。
[0003]目前，檢測重金屬離子的方法主要有:原子吸收光譜法、原子熒光光度法等，但這些方法存在檢測步驟復雜，設備昂貴等缺點。而熒光探針檢測技術是一種利用探針化合物與弱熒光物質(zhì)或非熒光物質(zhì)以共價鍵形式結(jié)合從而形成能發(fā)出熒光的配合物，進而實現(xiàn)檢測重金屬離子、有機或者無機小分子及生物大分子的一項技術，由于熒光探針檢測具有高靈敏度、高選擇性，同時檢測方法簡單等優(yōu)點，是一種較為簡便快捷的方法.尤其是近年來各種新型熒光探針的出現(xiàn)，滿足了水中痕量重金屬離子的實時監(jiān)測和定量檢測需求。
[0004]羅丹明系列作為一種新型的熒光探針，具有檢測速度快、靈敏度高、摩爾吸收系數(shù)大、熒光量子產(chǎn)率高、光譜性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)簡單易于修飾等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛運用于分子探針的設計，但一般只能對一種金屬離子有較好的檢測能力，選擇性較差，無法識別多種金屬離子。因此，研發(fā)一種可以檢測多種金屬離子的熒光探針，具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測金屬離子的新型復合熒光探針及其制備方法，能夠有效地識別多種金屬離子，具有制備工藝簡單。選擇性好，熒光性質(zhì)穩(wěn)定，靈敏度高的優(yōu)點。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種熒光探針的制備方法，其中，該方法包含:步驟1，合成上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒(上轉(zhuǎn)換是指上轉(zhuǎn)換發(fā)光，即:反-斯托克斯發(fā)光，將長波長光轉(zhuǎn)換為短波長光發(fā)射的過程，上轉(zhuǎn)換材料所吸收的光子能量低于發(fā)射的光子能量):先將三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末加入反應容器中，再加入1-十八烯和油酸，超聲振蕩攪拌，然后真空加熱至100°C，接著冷凝回流直至溶液變澄清；在氮氣保護下，再將溶液升溫至320°C反應I小時，降至室溫后，重復進行3次離心分離(優(yōu)選時間為每次5分鐘)，得到上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒，用環(huán)己烷分散保存；步驟2，構(gòu)建FRET(fluorescence resonance energy transfer，焚光能量共振轉(zhuǎn)移)體系，制備羅丹明-上轉(zhuǎn)換熒光探針:先將步驟I制備的上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒離心分離，除去分散的溶液環(huán)己烷，然后加入適量的蒸餾水/乙醇混合液以便進行超聲分散，超聲分散均勻后再將羅丹明熒光染料加入，磁力攪拌，最后重復進行3次離心分離，得到羅丹明-上轉(zhuǎn)換熒光探針，在蒸餾水/乙醇混合液中保存。
[0007]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的步驟I中，超聲振蕩攪拌是向反應容器中加入攪拌磁子，再超聲振蕩5分鐘；所述的冷凝回流，其時間為30分鐘；所述的步驟2中，磁力攪拌的時間為24小時。
[0008]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末的摩爾比為1:40:10:30。
[0009]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末通過以下過程制備:分別將氧化鈥、氧化釔、氧化鐿、氧化鈉與蒸餾水、三氟乙酸混合，攪拌加熱蒸發(fā)得到三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末。
[0010]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的蒸餾水與三氟乙酸的體積比為1:1。
[0011 ] 上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的三氟乙酸與氧化鈥、氧化釔、氧化鐿、氧化鈉的摩爾比分別為1:1。
[0012]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的三氟乙酸鈥，其與油酸的摩爾體積比為
1:200ο
[0013]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的油酸，其與1-十八烯的體積比為1:4。
[0014]上述的熒光探針的制備方法，其中，所述的羅丹明熒光染料為羅丹明B、麗絲羅丹明B、磺酰羅丹明B的任意一種；所述的羅丹明熒光染料與上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒摩爾比為2:1。
[0015]本發(fā)明還提供了一種上述方法制備的熒光探針。
[0016]上述的熒光探針，其中，所述的熒光探針為羅丹明-上轉(zhuǎn)換熒光探針，可以檢測Fe3、Cr3+等金屬離子。
[0017]本發(fā)明提供的熒光探針及其制備方法具有以下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明將羅丹明類熒光顆粒與上轉(zhuǎn)換納米顆粒混合，構(gòu)成熒光共振效應(FRET)，產(chǎn)生了熒光性能增強效果，具有穩(wěn)定性強，靈敏度高，更易識別等優(yōu)點。
[0018](2)本發(fā)明的合成步驟簡單，后期產(chǎn)物處理方便，無毒無污染。
[0019](3)本發(fā)明制備的羅丹明-上轉(zhuǎn)換熒光探針可檢測多種金屬離子，且靈敏度較高，解決了羅丹明熒光染料檢測單一性的缺陷。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的實施例1的熒光探針在980nm波長紅外光激發(fā)下，對Fe3+的熒光光譜圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的實施例1的熒光探針在540nm波長紅外光激發(fā)下，對Fe3+的熒光光譜圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的實施例1的熒光探針在980nm波長紅外光激發(fā)下，對Cr3+的熒光光譜圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步地說明。
[0024]本發(fā)明提供的熒光探針的制備方法，包含:
步驟1:合成上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒。
[0025]上轉(zhuǎn)換是指上轉(zhuǎn)換發(fā)光，即:反-斯托克斯發(fā)光，將長波長光轉(zhuǎn)換為短波長光發(fā)射的過程，上轉(zhuǎn)換材料所吸收的光子能量低于發(fā)射的光子能量。
[0026]先將三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末加入反應容器中，再加入1-十八烯和油酸，向反應容器中加入攪拌磁子，再超聲振蕩5分鐘，然后真空加熱至100°C，接著冷凝回流30分鐘，直至溶液變澄清；在氮氣保護下，再將溶液升溫至320°C反應I小時，降至室溫后，重復進行3次離心分離(優(yōu)選時間為每次5分鐘)，得到上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒，用環(huán)己烷分散保存。
[0027]三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末的摩爾比為1:40:10:30ο三氟乙酸鈥與油酸的摩爾體積比為1:200。油酸與1_十八烯的體積比為1:4。
[0028]三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末通過以下過程制備:分別將氧化鈥、氧化釔、氧化鐿、氧化鈉與蒸餾水、三氟乙酸混合，攪拌加熱蒸發(fā)得到三氟乙酸鈥、三氟乙酸釔、三氟乙酸鐿以及三氟乙酸鈉四種粉末。蒸餾水與三氟乙酸的體積比為1:1。三氟乙酸與氧化鈥、氧化乾、氧化鐿、氧化鈉的摩爾比分別為1:1。
[0029]步驟2:構(gòu)建 FRET (fluorescence resonance energy transfer，焚光能量共振轉(zhuǎn)移)體系，制備羅丹明-上轉(zhuǎn)換熒光探針。
[0030]先將步驟I制備的上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒離心分離，除去分散的溶液環(huán)己烷，然后加入適量的蒸餾水/乙醇混合液以便進行超聲分散，超聲分散均勻后再將羅丹明熒光染料加入，磁力攪拌24小時，最后重復進行3次離心分離，得到羅丹明-上轉(zhuǎn)換熒光探針，在蒸餾水/乙醇混合液中保存。
[0031]羅丹明熒光染料為羅丹明B、