一种灵敏荧光传感器检测亚硝酸根离子的方法

本发明涉及一种灵敏荧光传感器检测no2-的方法，属于分析检测领域。

背景技术：

1、亚硝酸根离子(no2-)是生活中最常见的含氮化合物之一，在冷藏技术发明以前，具有高水分的食物通常不容易被保存，从而导致食物变质而无法使用，但在公元10世纪左右，就有通过将硝石添加到肉制品中，改善肉制品的存储时间，此后no2-广泛的应用于了人们食品生活中。而在现代食品工业中亚硝酸盐作为食品添加剂广泛运用于预制食品中，以增强特征颜色，改善风味，抑制细菌生长。但是过量的亚硝酸盐的摄入会导致与人体中的酰胺类物质反应形成有害的亚硝胺物质，并与血红蛋白结合诱导产生高铁血红蛋白降低人体氧气运输能力。正常情况下亚硝酸盐的使用量不得超过30mg/kg。故为了保护人体健康、预防误食过量的亚硝酸盐，对食品中的no2-进行检测有着的巨大的研究意义。

2、近年来，已经开发出各种检测no2-的分析方法，主要有高效液相色谱法、电化学法、化学发光法等，这些方法虽然具有较高的精度和可靠性，但是存在选择性差、毒性大、灵敏度低和操作复杂等等问题。因此，急需寻找一种更加简单、快速、灵敏的no2-检测方法。

3、基于荧光的检测由于其低成本、易用性以及高灵敏度和特异性而受到越来越多的关注。在可用的荧光材料中，碳点因为其易于合成和表面改性、出色的生物相容性、可调发射波长、出色的光稳定性和高荧光量子产率而成为绝佳的选择。碳点与分析物之间的相互作用诱导碳点荧光特性的变化，例如强度、波长和寿命，从而产生多个信号，用于选择性和灵敏地监测分析物。因此，碳点的合成以及绿色荧光探针的构建仍有巨大的研究空间，需要人们不断的加以探究。

技术实现思路

1、技术问题

2、目前开发出的各种检测亚硝酸根离子的分析方法，主要有高效液相色谱法、电化学法、分光光度法等，这些方法存在选择性差、毒性大、灵敏度低和操作复杂等问题。同时，利用荧光传感技术检测食品中no2-的报道少并且灵敏度和检出限相对于传统方法不具优势。

3、技术方案

4、本发明提供一种灵敏荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：

5、取柠檬酸、柯衣定和水混合，之后高温反应制备粗碳点溶液，然后将粗碳点溶液离心，过滤除去未反应完的颗粒，最后透析纯化，获得荧光传感器。

6、进一步的，柠檬酸和柯衣定的质量比为8～12:1。

7、进一步的，柠檬酸和水的质量比为1:8～12。

8、进一步的，高温反应为在180～200℃下反应6～8h。

9、进一步的，离心中使用0.22μm的微孔滤膜。

10、进一步的，透析中的截留分子量为1000da。

11、本发明提供上述方法制备的灵敏荧光传感器。

12、本发明所提供的灵敏荧光传感器在亚硝酸根离子检测领域的应用。

13、进一步的，所述应用是指检测水环境、肉类加工食品中的亚硝酸根离子。

14、本发明提供一种用于检测亚硝酸根离子的灵敏荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：

15、取柠檬酸、柯衣定和水混合，之后高温反应制备粗碳点溶液，然后将粗碳点溶液离心，过滤除去未反应完的颗粒，最后透析纯化，获得荧光传感器。

16、进一步的，柠檬酸和柯衣定的质量比为8～12:1。

17、进一步的，柠檬酸和水的质量比为1:8～12。

18、进一步的，高温反应为在180～200℃下反应6～8h。

19、进一步的，离心中使用0.22μm的微孔滤膜。

20、进一步的，透析中的截留分子量为1000da。

21、本发明提供上述方法制备的用于检测亚硝酸根离子的灵敏荧光传感器。

22、本发明提供一种灵敏荧光传感器检测no2-的方法，包括以下步骤：

23、(1)配置不同浓度的no2-标准溶液，将no2-标准溶液与荧光传感器溶液混合均匀加入至ph＝3的hcl/naoh缓冲液中得到样品液，孵育一段时间后进行荧光光谱检测；

24、(2)根据no2-加入前后荧光强度的变化构建荧光猝灭程度f0/f和no2-浓度的线性模型；

25、(3)将待测样品溶液和荧光传感器溶液混合并加入hcl/naoh缓冲液，孵育一段时间后进行荧光光谱检测，并根据步骤(2)中的线性模型得到样品中的no2-浓度。

26、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中荧光传感器溶液的浓度为0.001～0.005g/ml。

27、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中荧光传感器溶液和no2-标准溶液的体积比为1:0.8～1.2。

28、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中荧光传感器溶液和hcl/naoh缓冲液体积比为1:8～12。

29、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中孵育时间为5～8小时。

30、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中荧光光谱检测的条件为：利用荧光光谱仪测得荧光光谱，光谱仪的激发狭缝和发射狭缝宽度均为3.0nm，积分时间为0.1s；荧光光谱仪的激发波长为402nm，发射波长范围为420nm-600nm，步长为1nm。

31、在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述的线性关系为：

32、在水环境中，i0/i＝0.14914c(no2-)+0.94375(0.5-10μm)和i0/i＝0.36651c(no2-)+-0.83801(10-30μm)，其中f0和f分别表示no2-加入前后体系的荧光强度，c(no2-)表示no2-的浓度；

33、在肉类加工食品检测中，i0/i＝0.0261c(no2-)+0.97536(1-5μm)和

34、i0/i＝0.10364c(no2-)+0.5906(5-15μm)，其中f0和f分别表示no2-加入前后体系的荧光强度，c(no2-)表示no2-的浓度。

35、在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中待测样品包括肉类加工食品和环境水。

36、在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中当待测样品为肉类加工食品时，待测样品溶液的制备包括以下步骤：

37、取得肉类加工食品捣烂为肉泥，之后加入水以及koh溶液(0.5～1m)混合，然后在60～80℃的条件下水浴3～5min，最后离心过滤，取上清液，得到待测样品溶液。

38、进一步的，肉类加工食品的质量和水的体积之比为5g:50～100ml。

39、进一步的，肉类加工食品的质量和koh溶液的体积之比为5g:1～2ml。

40、在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中荧光传感器溶液和待测样品溶液的体积比为1:0.8～1.2。

41、在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中荧光传感器溶液和hcl/naoh缓冲液体积比为1:8～12。

42、在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中孵育时间为5～8小时。

43、在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中荧光光谱检测的条件为：利用荧光光谱仪测得荧光光谱，光谱仪的激发狭缝和发射狭缝宽度均为3.0nm，积分时间为0.1s；荧光光谱仪的激发波长为402nm，发射波长范围为420nm-600nm，步长为1nm。

44、有益效果

45、1、本发明通过灵敏荧光传感器应用于no2-的检测，碳点外观为球形或类球形且表面含有丰富的官能团，提高了碳点的水溶性以及与no2-的结合能力。

46、2、本发明首次以柠檬酸和柯衣定为原材料合成的碳点作为荧光传感器先后实现对火腿肠样品中no2-的定量检测，且此方法操作简单、快速、安全，适合常规分析。本发明方法中no2-与碳点表面官能团相互作用并发生重氮化效应引起的动态猝灭的作用，对于no2-具有较好的选择性。

47、3、本发明在纯水检测环境中检测限可达5.2×10-8mol/l，在实际的火腿肠样品中检测中检测限可低至6.7×10-7mol/l，本发明的产品其灵敏度极高，对于食品检测领域具有重要意义。

48、4、本发明制备简单，原材料无害，实验方法简单可靠，可运用与较为复杂的食品环境中进行测量，具有实际使用价值意义。