一种荧光探针及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种荧光检测技术及其材料和制备方法，具体地，涉及一种新型的荧光探针及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着环境污染的不断加剧，水中重金属离子的含量日益增加.城市污水中重金属离子主要以颗粒物结合态和溶解态存在，其中大部分为溶解态的自由离子，但传统的生物处理方法并不能完全去除这种溶解态的自由离子，因此，寻找快速有效的重金属离子检测技术成为水中重金属离子的治理关键，尤其是建立高选择性和高灵敏性的水体痕量重金属检测技术，对其治理和去除工作具有重要意义。
[0003]目前，检测重金属离子的方法主要有:原子吸收光谱法、原子荧光光度法等，但这些方法存在检测步骤复杂，设备昂贵等缺点。而荧光探针检测技术是一种利用探针化合物与弱荧光物质或非荧光物质以共价键形式结合从而形成能发出荧光的配合物，进而实现检测重金属离子、有机或者无机小分子及生物大分子的一项技术，由于荧光探针检测具有高灵敏度、高选择性，同时检测方法简单等优点，是一种较为简便快捷的方法.尤其是近年来各种新型荧光探针的出现，满足了水中痕量重金属离子的实时监测和定量检测需求。
[0004]罗丹明系列作为一种新型的荧光探针，具有检测速度快、灵敏度高、摩尔吸收系数大、荧光量子产率高、光谱性能优越、结构简单易于修饰等优点，已经被广泛运用于分子探针的设计，但一般只能对一种金属离子有较好的检测能力，选择性较差，无法识别多种金属离子。因此，研发一种可以检测多种金属离子的荧光探针，具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于检测金属离子的新型复合荧光探针及其制备方法，能够有效地识别多种金属离子，具有制备工艺简单。选择性好，荧光性质稳定，灵敏度高的优点。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供了一种荧光探针的制备方法，其中，该方法包含:步骤1，合成上转换荧光纳米颗粒(上转换是指上转换发光，即:反-斯托克斯发光，将长波长光转换为短波长光发射的过程，上转换材料所吸收的光子能量低于发射的光子能量):先将三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末加入反应容器中，再加入1-十八烯和油酸，超声振荡搅拌，然后真空加热至100°C，接着冷凝回流直至溶液变澄清；在氮气保护下，再将溶液升温至320°C反应I小时，降至室温后，重复进行3次离心分离(优选时间为每次5分钟)，得到上转换荧光纳米颗粒，用环己烷分散保存；步骤2，构建FRET(fluorescence resonance energy transfer，焚光能量共振转移)体系，制备罗丹明-上转换荧光探针:先将步骤I制备的上转换荧光纳米颗粒离心分离，除去分散的溶液环己烷，然后加入适量的蒸馏水/乙醇混合液以便进行超声分散，超声分散均匀后再将罗丹明荧光染料加入，磁力搅拌，最后重复进行3次离心分离，得到罗丹明-上转换荧光探针，在蒸馏水/乙醇混合液中保存。
[0007]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的步骤I中，超声振荡搅拌是向反应容器中加入搅拌磁子，再超声振荡5分钟；所述的冷凝回流，其时间为30分钟；所述的步骤2中，磁力搅拌的时间为24小时。
[0008]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末的摩尔比为1:40:10:30。
[0009]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末通过以下过程制备:分别将氧化钬、氧化钇、氧化镱、氧化钠与蒸馏水、三氟乙酸混合，搅拌加热蒸发得到三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末。
[0010]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的蒸馏水与三氟乙酸的体积比为1:1。
[0011 ] 上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的三氟乙酸与氧化钬、氧化钇、氧化镱、氧化钠的摩尔比分别为1:1。
[0012]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的三氟乙酸钬，其与油酸的摩尔体积比为
1:200ο
[0013]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的油酸，其与1-十八烯的体积比为1:4。
[0014]上述的荧光探针的制备方法，其中，所述的罗丹明荧光染料为罗丹明B、丽丝罗丹明B、磺酰罗丹明B的任意一种；所述的罗丹明荧光染料与上转换荧光纳米颗粒摩尔比为2:1。
[0015]本发明还提供了一种上述方法制备的荧光探针。
[0016]上述的荧光探针，其中，所述的荧光探针为罗丹明-上转换荧光探针，可以检测Fe3、Cr3+等金属离子。
[0017]本发明提供的荧光探针及其制备方法具有以下优点:
(I)本发明将罗丹明类荧光颗粒与上转换纳米颗粒混合，构成荧光共振效应(FRET)，产生了荧光性能增强效果，具有稳定性强，灵敏度高，更易识别等优点。
[0018](2)本发明的合成步骤简单，后期产物处理方便，无毒无污染。
[0019](3)本发明制备的罗丹明-上转换荧光探针可检测多种金属离子，且灵敏度较高，解决了罗丹明荧光染料检测单一性的缺陷。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的实施例1的荧光探针在980nm波长红外光激发下，对Fe3+的荧光光谱图。
[0021]图2为本发明的实施例1的荧光探针在540nm波长红外光激发下，对Fe3+的荧光光谱图。
[0022]图3为本发明的实施例1的荧光探针在980nm波长红外光激发下，对Cr3+的荧光光谱图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步地说明。
[0024]本发明提供的荧光探针的制备方法，包含:
步骤1:合成上转换荧光纳米颗粒。
[0025]上转换是指上转换发光，即:反-斯托克斯发光，将长波长光转换为短波长光发射的过程，上转换材料所吸收的光子能量低于发射的光子能量。
[0026]先将三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末加入反应容器中，再加入1-十八烯和油酸，向反应容器中加入搅拌磁子，再超声振荡5分钟，然后真空加热至100°C，接着冷凝回流30分钟，直至溶液变澄清；在氮气保护下，再将溶液升温至320°C反应I小时，降至室温后，重复进行3次离心分离(优选时间为每次5分钟)，得到上转换荧光纳米颗粒，用环己烷分散保存。
[0027]三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末的摩尔比为1:40:10:30ο三氟乙酸钬与油酸的摩尔体积比为1:200。油酸与1_十八烯的体积比为1:4。
[0028]三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末通过以下过程制备:分别将氧化钬、氧化钇、氧化镱、氧化钠与蒸馏水、三氟乙酸混合，搅拌加热蒸发得到三氟乙酸钬、三氟乙酸钇、三氟乙酸镱以及三氟乙酸钠四种粉末。蒸馏水与三氟乙酸的体积比为1:1。三氟乙酸与氧化钬、氧化乾、氧化镱、氧化钠的摩尔比分别为1:1。
[0029]步骤2:构建 FRET (fluorescence resonance energy transfer，焚光能量共振转移)体系，制备罗丹明-上转换荧光探针。
[0030]先将步骤I制备的上转换荧光纳米颗粒离心分离，除去分散的溶液环己烷，然后加入适量的蒸馏水/乙醇混合液以便进行超声分散，超声分散均匀后再将罗丹明荧光染料加入，磁力搅拌24小时，最后重复进行3次离心分离，得到罗丹明-上转换荧光探针，在蒸馏水/乙醇混合液中保存。
[0031]罗丹明荧光染料为罗丹明B、