mo 1/L,,且前驱体溶液中柠檬酸钠和锌源的摩尔比为1: 0.5。
[0035]此优选技术方案可经快速的I?4h绿色、简易地制备得到具有高荧光量子产率的新掺杂碳量子点,荧光量子产率高,且量子点荧光强度高。
[0036]第二方面,本发明提供一种如第一方面所述方法制备得到的锌掺杂碳量子点,粒径为2?10nm,水溶性好,能稳定地发射蓝光,荧光强度高,可达5.8 X 15,且荧光量子产率可达63%。
[0037]第三方面,本发明提供一种荧光探针,所述荧光探针为如上所述的锌掺杂碳量子点。
[0038]第四方面,本发明提供一种如第二方面所述的锌掺杂碳量子点的用途,所述锌掺杂碳量子点作为荧光探针用于双氧水或葡萄糖的痕量分析和定量分析检测。
[0039]本发明的锌掺杂碳量子点可成功用于H2O2和葡萄糖的检测。
[0040]优选地,将碳量子点用含Fe2+的溶液稀释,用波长340nm的光激发,利用Fe2+和H2O2共同作用发生芬顿(Fenton)反应产生羟基自由基,以及锌掺杂碳量子点Zn-CDs荧光强度的改变,来实现对H2O2快速、灵敏的定量检测。
[0041]本发明提供了锌掺杂碳量子点Zn-CDs对葡萄糖的进行定量和痕量分析的传感平台。优选通过葡萄糖与葡萄糖酶反应生成H2O2,结合Fe2+发生Fenton反应,针对锌掺杂碳量子点Zn-CDs荧光强光的在该体系中前后变化,可实现对葡萄糖的定量检测。
[0042]优选地,利用锌掺杂碳量子点Zn-Ds为荧光探针构建的传感器可以实现对葡萄糖的检测,所述葡萄糖的浓度范围优选为5ηΜ-100μΜ,二者呈强线性关系AF=1.345+0.04C,相关系数可达0.9987。
[0043]与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0044](I)本发明所述制备锌掺杂碳量子点的方法,只需一步反应,反应速度较快,原料用量极少,且副产物和中间产物少,成本低,只需要使用水作为溶剂即可,绿色环保,且荧光量子产率高,最高可达63%。
[0045](2)本发明所述锌掺杂碳量子点的直径为2nm?10nm,其水溶性好,能够稳定地发射出蓝色荧光,发光强度高,可达5.8 X 105。
[0046](3)本发明所述锌掺杂碳量子点可作为荧光探针对双氧水和葡萄糖进行痕量分析和定量分析检测,在生物医学检测方面具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0047]图1是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点的透射电镜图;
[0048]图2是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点的原子力显微镜图;
[0049]图3是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点和未掺杂碳量子点的发光强度对比图,图中左侧是未掺杂碳量子点,右侧是锌掺杂荧光碳量子点,光源为340nm紫外光;
[0050]图4是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点在不同激发波长下的荧光发射谱图;
[0051]图5是本发明实施例2制备的锌掺杂荧光碳量子点的Cls分峰图谱;
[0052]图6是本发明实施例2制备的锌掺杂荧光碳量子点的Zn2p分峰图谱;
[0053]图7是本发明实施例2制备的锌掺杂荧光碳量子点的Ols分峰图谱;
[0054]图8是本发明实施例2制备的锌掺杂荧光碳量子点的FTIR图谱;
[0055]图9是本发明实施例3制备的锌掺杂荧光碳量子点在不同pH下光致发光
[0056]强度的变化曲线;
[0057]图10是本发明实施例3制备的锌掺杂荧光碳量子点用双氧水处理后光致发光度的变化曲线;
[0058]图11是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点用Fe2+处理后光致发光度的变化曲线;
[0059]图12是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点对于检测50μΜH2O2时不同浓度的Fe2+溶液对检测体系的影响;
[0060]图13是本发明实施例1制备的锌掺杂荧光碳量子点在含50μΜH2O2和50μΜ Fe2+的溶液中荧光强度随时间的变化;
[0061 ]图14是本发明实施例1制备的锌掺杂碳量子点Zn-CDs在含有50μΜ Fe2+的溶液中加入不同浓度的H2O2条件下碳量子点的发光强度的变化曲线;
[0062]图15是本发明实施例1制备的锌掺杂碳量子点用于葡萄糖的定量和痕量分析时ΔF随葡萄糖酶浓度的变化;
[0063]图16是本发明实施例1制备的锌掺杂碳量子点用于葡萄糖的定量和痕量分析时ΔF随反应时间的变化;
[0064]图17是本发明实施例1制备的锌掺杂碳量子点作为荧光探针构建的传感器检测葡萄糖的标准曲线。
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0066]实施例1
[0067](a)取0.735g的柠檬酸钠及0.1704g氯化锌,溶解于25mL去离子水中充分摇匀搅拌5min,得到前驱体溶液;
[0068](b)将得到的前驱体溶液置于50ml聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中,密封后在温度为185°C的条件下反应4h,自然冷却至室温,得到悬浊液;
[0069](c)将悬浊液用用截留分子量3kDa圆筒形膜分离过滤器进行过滤,收集滤过液,干燥得到高荧光产率的锌掺杂碳量子点。本实施例得到的碳量子点在340nm光照射下发光强度为3.6 X 105,量子产率为52%。
[0070]参见图1,它是本实施例制备的锌掺杂荧光碳量子点的透射电镜图,从图1测试得到其晶格间距约为0.32nm,反映出石墨的(002)晶面。
[0071]参见图2,它是本实施例制备的锌掺杂荧光碳量子点的原子力显微镜图谱,从图2可以看出碳量子点的直径在2nm到I Onm之间。
[0072]参见图3,它是本实施例制备锌掺杂荧光碳量子点的过程示意图。
[0073]参见图4,它是本实施例制备锌掺杂荧光碳量子点的荧光发射和荧光激发谱图;从图中可以看出,激发波长为340nm时可以得到最强的荧光强度,其荧光发射波谱峰位置为440nmo
[0074]实施例2
[0075](a)取0.735g的柠檬酸钠及0.3408g硫酸锌,溶解于25mL去离子水中充分搅拌5min,得到前驱体溶液;
[0076](b)将得到的前驱体溶液置于50mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中,密封后在1600C的条件下反应4h,自然冷却至室温,得到悬浊液;
[0077](c)对悬浊液用截留分子量3kDa圆筒形膜分离过滤器进行过滤,收集滤过液,干燥得到高荧光产率的锌掺杂碳量子点。本实施例得到的碳量子点在340nm光照射下发光强度为5.79 X 15,碳量子点的直径为6.78nm,量子产率为32%。
[0078]参见图5-7是本实施例制备的锌掺杂荧光碳量子点的XPS分峰图谱,从图中可以看出锌掺杂碳量子点中有C = O键的存在。
[0079]参见图8是本实施例制备的锌掺杂荧光碳量子点的FTIR图谱,从图中也可以看出锌掺杂碳量子点中有C = O键的存在。
[0080]实施例3
[0081 ] (a)取0.735g的柠檬酸钠及0.1704g醋酸锌,溶解于25mL去离子水中充分搅拌5min,得到前驱体溶液;
[0082](b)将得到的前驱体溶液置于50mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中,在190°C密封的条件下反应4h,自然冷却至室温,得到悬浊液;
[0083](c)用截留分子量5kDa圆筒形膜分离过滤器对对悬浊液过滤,收集滤过液,干燥得到一种高焚光产率的锌掺杂碳量子点。本实施例得到的碳量子点在340nm光照射下发光强度为2.6 X 15,碳量子点的直径为6.34nm,量子产率为60 %。
[0084]参见图9,它是在不同pH下由本实施例制备的锌掺杂荧光碳量子点光致发光强度得到的变化曲线。从图中可以看出,在碱性条件下,本实施例所制备的锌掺杂荧光量子点光致发光强度变化不明显,但当酸性过强时会破坏碳量子点导致光致发光强度明显下降,该图证明本实施例所制备的碳量子点的高光致发光强度与PH无关,而是由于锌掺杂引起的。
[0085]参见图10,它是本实施例制备的锌掺杂荧光碳量子点用双氧水处理后发光强度的变化曲线。通过加入双氧水从而改变碳量子点中C-H的数目,从图中可以看出,本实施例所制备的锌掺杂荧光量子点发光强度对碳元素和氢元素的变化不敏感,证明本实施例所制备的碳量子点的高致发光强度是由于锌掺杂引起的。
[0086]实施例4
[0087](a)取0.735g的柠檬酸钠及0.1704g硝酸锌,溶解于25mL去离子水中充分搅拌5min,得到前驱体溶液;
[0088](b)将得到的前驱体溶液置于50mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中在200°C密封的条件下反应1h,自然冷却至室温,得到悬浊液;
[0089](c)用截留分子量3kDa的圆筒形膜分离过滤器对悬浊液过滤,收集滤过液,干燥得到一种高光致发光强度碳量子点。本实施例得到的碳量子点在340nm光照射下发光强度为1.5 X 15,碳量子点的直径为7.5Inm,量子产率为26%。
[0090]实施例5
[0091](a)取1.05g的柠檬酸及0.1704g氯化锌,溶解于25mL去离子水中充分摇匀搅拌I Omin,得到前驱体溶液,其中柠檬酸的浓度为0.2mol/L,氯化锌的浓度为0.05mol/L;
[0092](b)将得到的前驱体溶液置于50ml聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中,密封后在温度为150°C的条件下反应6h,自然冷却至室温,得到悬浊液;
[0093](c)将悬浊液用用截留分子量1kDa圆筒形膜分离过滤器进行过滤,收集滤过液,干燥得到高荧光产率的锌掺杂碳量子点。本实施例得到的碳量子点在340nm光照射下发光强度为1.2 X 105,碳量子点的直径为5.98nm,量子产率为15%。