一种联吡啶类化合物的荧光检测方法

本公开涉及联吡啶类化合物检测，特别涉及一种联吡啶类化合物的荧光检测方法。

背景技术：

1、环境问题在很大程度上是由环境污染物造成的，环境污染物也对生态系统和人类健康产生直接影响。准确测量痕量污染物至关重要，因为尽管环境中的环境污染物浓度很低，但它们可能对人类健康和生态系统构成威胁。

2、百草枯和敌草快都是联吡啶类除草剂，并且对哺乳动物具有高毒性。由于缺乏有效的治疗手段，这类农药的中毒常常引起广泛关注。意外摄入联吡啶类除草剂后，农药分子会快速被人体吸收，并最终进入组织发挥毒性，因此，尽快诊断并采取洗胃、血液灌流等措施是十分必要的，这对于快速诊断中毒提出了很高要求。另外，当前已经禁止对百草枯的使用，但敌草快仍然允许使用，由于百草枯除草剂效果优异，有人违规将其混入敌草快中，因此鉴别除草剂中的掺假问题也带来了对联吡啶类除草剂的检测需求。目前对于百草枯和敌草快的检测多使用大型仪器方法，是通过液相色谱-质谱连用的方式实现对百草枯和敌草快残留的检测，存在仪器昂贵，需要专业人员操作，检测时间长等问题。临床上使用连二亚硫酸钠比色法作为百草枯、敌草快中毒的快速检测方法，但这类方法的检出限较高，特别是当药物从血液快速进入组织后，这类方法无法再检出农药。

3、碳量子点是一种性能优异的纳米材料，具有化学性质稳定，水溶性好，生物相容性好，荧光性能优越等特点。碳量子点表面通常具有丰富的官能团，也给进一步修饰提高选择性提供了丰富的位点。酰胺键是一种比较稳定的化学键，n-羟基琥珀酰亚胺(简称为nhs)/1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(简称为edc)催化的酰胺化反应能够在室温下进行，具有广泛的应用。

4、4,4′-二氨基二苯乙烯-2,2′-二磺酸(dsd酸)是一种常用的荧光染料中间体，具有平面的分子结构，共轭双键和苯环组成了大共轭体系，同时具有氨基作为给电子基团，并为后续功能化提供了潜在的官能团。在一些工艺中被转化为dsd酸钠作为生产百草枯废水过程中与百草枯阳离子络合的沉淀剂，这种过程一般只用于常量反应，对于微量的百草枯不起作用，也无法生成沉淀。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本公开第一方面提供的一种联吡啶类化合物的荧光检测方法，使用dsd酸功能化碳量子点作为探针检测联吡啶类化合物，该方法灵敏度高，选择性好。

3、本公开第一方面提供的一种联吡啶类化合物的荧光检测方法，包括：

4、将dsd酸功能化碳量子点、溶剂a和含有不同浓度的联吡啶类化合物的标准品溶液混合，得到多种均相溶液b，对每种均相溶液b进行荧光激发，确定联吡啶类化合物的浓度与荧光强度间的函数关系；

5、将所述dsd酸功能化碳量子点、所述溶剂a和含有联吡啶类化合物的检测品提取液混合，得到均相溶液c，对所述溶液c进行荧光激发，利用所述联吡啶结构化合物的浓度与荧光强度间的函数关系得到所述待测品含有的联吡啶结构化合物的浓度；

6、所述dsd酸功能化碳量子点按照以下步骤制得：

7、将硫氮共掺杂碳量子点与溶剂d混合，并在催化剂和dsd酸作用下进行酰胺化反应，将酰胺化反应得到的产物进行透析、干燥后得到所述dsd酸功能化碳量子点。

8、在一些实施例中，所述溶剂a选用水、乙醇、乙腈和二甲基亚砜中的任意一种或多种的混合物。

9、在一些实施例中，所述联吡啶类化合物的标准品选用百草枯、敌草快、4，4′-联吡啶、n-甲基-4，4′-联吡啶或2，2′-联吡啶。

10、在一些实施例中，所述检测品提取液选用大米、玉米、向日葵籽、棉花籽、血液、尿液或河水的水样。

11、在一些实施例中，所述dsd酸功能化碳量子点、所述溶剂a和所述标准品溶液的质量比为1：100～10000000：0.05～100。

12、在一些实施例中，所述dsd酸功能化碳量子点、所述溶剂a和所述检测品提取液的质量比为1：100～100000000：0.01～1000。

13、在一些实施例中，激发波长为320nm～360nm。

14、在一些实施例中，所述激发的时长为t∈(0s,1200s]，激发可以以连续或者不连续的方式进行。

15、在一些实施例中，所述硫氮共掺杂碳量子点、所述溶剂d、所述催化剂与所述dsd酸的摩尔比为1：5000～200000：1～20：1～10。

16、在一些实施例中，将所述硫氮共掺杂碳量子点与溶剂d混合，并在催化剂和dsd酸作用下进行酰胺化反应，包括：

17、将所述硫氮共掺杂碳量子点、所述溶剂d和所述催化剂，进行催化剂活化，活化时长10min～30min，得到活化产物；

18、将所述活化产物与所述dsd酸混合，在室温下进行酰胺化反应，反应时长3h～24h。

19、在一些实施例中，将酰胺化反应得到的产物进行透析的时长为12h～48h。

20、进一步地，将酰胺化反应得到的产物进行透析过程中定期更换所述溶剂d，透析后得到dsd酸功能化碳量子点溶液。

21、进一步地，对所述dsd酸功能化碳量子点溶液通过旋蒸去除大部分溶剂后冻干，得到所述dsd酸功能化碳量子点。

22、进一步地，所述溶剂d选用去离子水、乙醇和n,n-二甲基甲酰胺中的任一种或多种的混合物。

23、进一步地，所述催化剂选用n,n'-二异丙基碳二酰亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三唑和2-(7-氮杂苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯中的任一种或多种的混合物。

24、在一些实施例中，通过水热法制备所述硫氮共掺杂碳量子点，包括以下步骤：

25、将碳源、氮源和硫源溶解在溶剂e中，并进行超声处理，形成均匀溶液甲；

26、对所述溶液甲进行水热反应，得到溶液乙；

27、对所述溶液乙进行透析、干燥后得到所述硫氮共掺杂碳量子点。

28、进一步地，所述碳源选用柠檬酸。

29、进一步地，所述氮源和硫源选用l-半胱氨酸。

30、进一步地，所述溶剂e选用去离子水。

31、进一步地，所述水热反应的温度为160℃～200℃，反应时间为2h～4h。

32、进一步地，对所述溶液乙进行透析的时长为48h～96h。

33、进一步地，对所述溶液乙进行透析过程中定期更换溶所述溶剂e，透析后得到硫氮共掺杂碳量子点溶液。

34、进一步地，对所述硫氮共掺杂碳量子点溶液通过旋蒸去除大部分溶剂后冻干，得到所述硫氮共掺杂碳量子点。

35、进一步地，所述碳源、所述氮源和硫源、所述溶剂e的摩尔比为1:0.2～0.8：500～2000。

36、本公开第一方面实施例提供的一种联吡啶类化合物的荧光检测方法，具有以下特点及

37、有益效果：

38、本公开实施例利用dsd酸功能化碳量子点表面含有的磺酸基、联苯结构等基团作为识别元件，使得该dsd酸功能化碳量子点能够与含有联吡啶结构的化合物产生静电相互作用和π-π相互作用，通过静态淬灭机制使得dsd酸功能化碳量子点荧光淬灭，从而实现了dsd酸功能化碳量子点作为荧光传感器对含有联吡啶结构化合物的高灵敏检测。由于联吡啶类化合物与激发态的dsd酸功能化碳量子点结合能比基态的要大(特别地，百草枯的此特性相较于敌草快、4，4′-联吡啶、n-甲基-4，4′-联吡啶和2，2′-联吡啶而言更加显著)，因此进行一定时间的荧光激发能够有效的促进联吡啶类化合物对dsd酸功能化碳量子点的荧光猝灭，增强检测效果。

39、本公开第二方面实施例提供的一种联吡啶类化合物的荧光检测方法，具体用于检测敌草快除草剂样品中是否含有百草枯，包括以下步骤：

40、根据敌草快除草剂样品标称的质量浓度将样品用水稀释，得到稀释液g，将dsd酸功能化碳量子点、溶剂a和稀释液g混合，得到均相溶液h，对所述均相溶液h进行荧光激发，测量所述均相溶液h的时间分辨光谱，利用荧光强度和时间的函数关系确定敌草快除草剂样品中是否含有百草枯；

41、所述dsd酸功能化碳量子点按照以下步骤制得：

42、将硫氮共掺杂碳量子点与溶剂d混合，并在催化剂和dsd酸作用下进行酰胺化反应，将酰胺化反应得到的产物进行透析、干燥后得到所述dsd酸功能化碳量子点。

43、在一些实施例中，稀释倍数为：质量浓度×1010～质量浓度×108。

44、在一些实施例中，所述dsd酸功能化碳量子点和所述溶剂a的质量比为1：100～10000000，所述溶剂a和稀释液g的质量比为1：0.1～10。

45、在一些实施例中，利用荧光强度和时间函数关系确定敌草快除草剂样品中是否含有百草枯，具体为：

46、从时间分辨光谱上按时间先后选择两个点，这两个点之间的时间差为δt，两个点的荧光强度分别为f1和f2，当f2与f1的比值超过设定阈值时，则认为敌草快除草剂样品中不含有百草枯，否则认为敌草快除草剂样品中含有百草枯；所述时间分辨光谱的测量时间为10s～1200s。

47、在一些实施例中，荧光激发的波长为320nm～360nm，激发方式为连续激发或间断激发。

48、本公开第二方面实施例提供的一种联吡啶类化合物的荧光检测方法，具有以下特点及

49、有益效果：

50、本公开实施例利用百草枯与dsd酸功能化碳量子点激发态结合能力远远好于基态，而敌草快与dsd酸功能化碳量子点激发态结合能力和基态没有显著差异，因此体现在时间分辨光谱上，dsd酸功能化碳量子点在加入敌草快后荧光强度不随照射时间变化，而百草枯则随时间显著降低。这种差异可以用于鉴别是否将百草枯混入敌草快中。该方法能够显著且灵敏的区分敌草快中是否掺入了百草枯，检测迅速，成本低廉，能进一步开发成目视比色的方法，实现对农药的实时现场检测。