阅读说明：本技术 基于铜纳米簇的荧光分析体系选择性测定2,4-二硝基酚的方法 (The method that use in fluorescence assay systems based on copper nano-cluster selectively measures 2,4- dinitrophenol dinitrophenolate ) 是由 王治科 张柏爽 边晓赢 叶存玲 王全坤 范顺利 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于铜纳米簇的荧光分析体系选择性测定2,4-二硝基酚的方法,属于荧光分析技术领域。本发明的技术方案要点为：取0.40mL铜纳米簇CuNCs@CFZ和0.40mL、pH=3的BR缓冲溶液,加入待测2,4-二硝基酚,定容至4.00mL,于室温下反应35min,在激发波长330nm处测定混合体系的荧光强度,再根据测定的荧光强度并结合线性方程计算得到待测2,4-二硝基酚的浓度。本发明的测定方法中2,4-二硝基酚的线性浓度范围在0.4-17.5μg/mL,相关系数R<Sup>2(The method that the use in fluorescence assay systems based on copper nano-cluster that the invention discloses a kind of selectively measures 2,4- dinitrophenol dinitrophenolate, belongs to fluorescence analysis field.Technical solution of the present invention main points are as follows: take the BR buffer solution of 0.40mL copper nano-cluster CuNCs@CFZ and 0.40mL, pH=3, it is added to be measured 2,4- dinitrophenol dinitrophenolate, it is settled to 4.00mL, 35min is reacted at room temperature, the fluorescence intensity that mixed system is measured at excitation wavelength 330nm, fluorescence intensity and the linear equation calculation of combination further according to measurement obtain the concentration of 2,4- dinitrophenol dinitrophenolate to be measured.The linear concentration range of 2,4- dinitrophenol dinitrophenolate is in 0.4-17.5 μ g/mL, coefficient R in measuring method of the invention 2 =0.9923, relative standard deviation 1.15%, detection is limited to 0.276 μ g/mL, and the fluorescence analysis based on copper nano-cluster that the present invention constructs can be successfully applied to the selective enumeration method of 2,4- dinitrophenol dinitrophenolate in earth's surface water sample.)

基于铜纳米簇的荧光分析体系选择性测定2,4-二硝基酚的 方法

技术领域

本发明属于荧光分析技术领域，具体涉及一种基于铜纳米簇的荧光分析体系选择性测定2,4-二硝基酚的方法。

背景技术

金属纳米团簇（MNCs）是由几个到大约一百个原子组成，它的直径通常低于2nm，其核心簇金属原子主要是金、银、铜、铂，是一种新型发光纳米材料。当纳米簇尺寸小于金属的费米波长时，连续的能级***成离散的能级，导致其与纳米颗粒相比有着不同的光学、电学和化学性质。

常见的金属纳米簇是金纳米簇（AuNCs）和银纳米簇（AgNCs），铜纳米簇（CuNCs）与其相比，同样具有良好的光学性质，且制备CuNCs的前驱体相对丰富，便宜且易于获得，因此具有很大的开发应用价值。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种响应选择性好且灵敏度高的基于铜纳米簇的荧光分析体系选择性测定2,4-二硝基酚的方法，其中利用头孢哌酮钠（CFZ）作为保护剂，抗坏血酸（AA）作为还原剂，合成铜纳米簇（[email protected]），该铜纳米簇具有优异的荧光性能能够用于选择性测定2,4-二硝基酚（2,4-DNP）。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，基于铜纳米簇的荧光分析体系选择性测定2,4-二硝基酚的方法，其特征在于具体步骤为：

取0.40mL铜纳米簇[email protected]和0.40mL、pH=3的BR缓冲溶液，加入待测2,4-二硝基酚，定容至4.00mL，于室温下反应35min，在激发波长330nm处测定混合体系的荧光强度，再根据测定的荧光强度并结合线性方程计算得到待测2,4-二硝基酚的浓度；2,4-二硝基酚线性浓度范围在0.4 -17.5μg/mL，线性方程为(F₀-F)/F=0.25253C_2,4-DNP - 0.2305，F₀、F分别是测定体系加入2,4-二硝基酚前后的荧光强度，相关系数R²=0.9923，检出限为0.276μg/mL，2,4-二硝基酚浓度为7.5μg/mL，重复测定12次，相对标准偏差RSD为1.15%；

所述铜纳米簇[email protected]的具体制备过程为：取1mL、10mM CuCl₂溶液于夹套烧杯中，在剧烈搅拌下加入4.00mL、5mM头孢哌酮钠溶液和3.50mL超纯水，在80℃条件下避光反应1h后加入1.50mL、0.1M的抗坏血酸溶液，于80℃继续反应4h，然后将反应液通过PTFE膜过滤，再经透析膜进一步纯化，制得的铜纳米簇[email protected]于4℃避光保存备用。

优选的，所述铜纳米簇[email protected]能够在酚类或类似物的存在下特异性响应水溶液中的2,4-二硝基酚，其中酚类或类似物为2-硝基酚、3-硝基酚、4-硝基酚、对氨基苯酚、间氨基苯酚、对乙酰氨基酚、邻氨基苯酚、邻苯二酚或/和苯甲酸。

本发明的测定方法中2,4-二硝基酚的线性浓度范围在0.4 -17.5μg/mL，相关系数R²=0.9923，相对标准偏差为1.15%，检测限为0.276μg/mL，本发明构建的基于铜纳米簇的荧光分析法能够成功应用于地表水样中2,4-二硝基酚的选择性检测。

附图说明

图1是pH对[email protected]荧光性能的影响。

图2是离子强度对[email protected]荧光性能的影响。

图3是曝光时间对[email protected]荧光性能的影响。

图4是保存时间对[email protected]荧光性能的影响。

图5是[email protected]的激发和发射光谱。

图6是[email protected]、CFZ和CuCl₂的紫外可见吸收光谱。

图7是测定方法的选择性和抗干扰性能。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

[email protected]的制备

取1mL、10mM CuCl₂溶液于夹套烧杯中，在剧烈搅拌下加入4.00mL、5mM的头孢哌酮钠（CFZ）溶液和3.50mL超纯水，于80℃条件下避光反应1h后加入1.50mL、0.1M的抗坏血酸（AA）溶液，继续反应4h，将反应而已通过PTFE膜过滤，再经透析膜（MWCO:1kDa）进一步纯化，制得的铜纳米簇[email protected]于4℃避光保存备用。

[email protected]的荧光性能与表征

图1是pH对[email protected]荧光性能的影响。在强酸性条件下荧光强度变化不大。

图2是离子强度对[email protected]荧光性能的影响。以体系中加入考察离子强度的影响。当氯化钠浓度增加到300M，[email protected]的荧光强度也基本保持不变。

图3是曝光时间对[email protected]荧光性能的影响。在紫外灯照射10min、30min、60min和90min，分别测定其荧光强度。随着曝光时间的增长，[email protected]溶液的荧光强度逐渐增大，增大为初始值的113.23%。说明[email protected]的荧光强度受光照影响，应该避光保存。

图4是保存时间对[email protected]荧光性能的影响。在4℃下避光保存1个月， [email protected]荧光强度的变化范围在98.1%-102.3%之间。这表明[email protected]具有良好的稳定性，可以长期保存。

图5是[email protected]的激发和发射光谱。[email protected]的最大激发峰和发射峰分别在330nm和401nm处，[email protected]溶液在可见光下为淡黄色透明溶液，在紫外光的照射下显淡蓝绿色荧光。

图6是[email protected]、CFZ和CuCl₂的紫外可见吸收光谱。[email protected]的吸收峰和CuCl₂、CFZ都不相同，证明成功制备了[email protected]。

2,4-二硝基酚的测定方法

取0.40mL [email protected]和0.40mL BR缓冲溶液（pH=3），加入一定量的2,4-二硝基酚，定容至4.00mL，于室温下反应35min，在激发波长330nm处测定混合体系的荧光强度。2,4-二硝基酚线性浓度范围在0.4-17.5μg/mL，线性方程为(F₀-F)/F=0.25253C_2,4-DNP-0.2305（C_2,4-DNP是2,4-DNP浓度，单位：μg/mL），相关系数R²=0.9923，检出限为0.276μg/mL，2,4-二硝基酚浓度为7.5μg/mL，重复测定12次，相对标准偏差（RSD）为1.15%。

测定方法的选择性和抗干扰性能

取0.40mL [email protected]和0.40mL BR缓冲溶液（pH=3），分别加入2-硝基酚（2-NP）、3-硝基酚（3-NP）、4-硝基酚（4-NP）、邻氨基苯酚（OAP）、间氨基苯酚（MAP）、对氨基苯酚（PAP）、对乙酰氨基酚（APAP）、邻苯二酚（CC）、苯甲酸（BA）等酚类或类似物，浓度为7.5μg/mL，定容至4.00mL。于室温下反应35min，在激发波长330nm处测定混合体系的荧光强度，考察测定方法的选择性。考察干扰性能时，2,4-二硝基酚（2,4-DNP）和其它酚类或类似物的浓度均为7.5μg/mL，结果见图7。由图7可知，本发明构建的基于铜纳米簇的荧光分析法能够特异性响应2,4-二硝基酚（2,4-DNP），而且其它酚类化合物或类似物如2-硝基酚（2-NP）、3-硝基酚（3-NP）、4-硝基酚（4-NP）、邻氨基苯酚（OAP）、间氨基苯酚（MAP）、对氨基苯酚（PAP）、对乙酰氨基酚（APAP）、邻苯二酚（CC）、苯甲酸（BA）等对2,4-二硝基酚（2,4-DNP）的测定几乎没有干扰。

地表水样中2,4-二硝基酚的检测应用

地表水样经过滤后用本发明构建的基于铜纳米簇的荧光分析法直接测定，地表水样中均未检测出2,4-二硝基酚。加标回收实验结果见表1。相对标准偏差在0.48%-3.46%之间，2,4-二硝基酚的加标回收率在96%-107%之间。这表明本发明构建的基于铜纳米簇的荧光分析法能够成功用于地表水样中2,4-二硝基酚的测定。

表1 地表水样中2,4-DNP的加标回收实验结果

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。