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世界快看點(diǎn)丨金屬離子特異性識(shí)別與靈敏檢測(cè)有了新秘鑰
發(fā)布時(shí)間:2022-08-26 15:31:00 文章來源:科技日?qǐng)?bào)
金屬離子特異性識(shí)別與靈敏檢測(cè)有了新秘鑰


【資料圖】

科技日?qǐng)?bào)記者25日獲悉,哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院周玉院士團(tuán)隊(duì)李保強(qiáng)教授課題組通過自由基聚合同步水熱碳化技術(shù),合成一種螯合配體修飾碳點(diǎn),并預(yù)測(cè)不同螯合配體修飾碳點(diǎn)可特異性識(shí)別特定的金屬離子,這項(xiàng)研究為金屬離子的特異性識(shí)別與靈敏檢測(cè)提供了新秘鑰。該研究成果近日發(fā)表在《碳》雜志上。

在本研究中,螯合配體修飾碳點(diǎn)如同鑰匙,金屬離子好比是鎖,研究者認(rèn)為碳點(diǎn)中螯合配體可以按需定制,像是給鎖配制不同的鑰匙,這樣不同螯合配體修飾碳點(diǎn)就能特異性識(shí)別不同種類的金屬離子。如乙二胺四乙酸修飾碳點(diǎn)可以特異性識(shí)別三價(jià)鐵離子,而羥乙基二膦酸修飾碳點(diǎn)可以特異性識(shí)別二價(jià)銅離子。未來基于這項(xiàng)成果,將有望研制出特異性識(shí)別與靈敏檢測(cè)各種金屬離子的試劑,用于食品、環(huán)境或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中金屬離子的種類鑒別或檢測(cè)。

研究人員之前常采用水熱碳化法合成碳點(diǎn),但該方法存在碳點(diǎn)合成產(chǎn)率較低(小于30%)的問題。此外,碳點(diǎn)表面含有的豐富氨基與羧基官能團(tuán),導(dǎo)致碳點(diǎn)能同時(shí)識(shí)別與檢測(cè)多種金屬離子。針對(duì)這些問題,李保強(qiáng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了自由基聚合同步水熱碳化技術(shù)并合成了不同螯合配體修飾碳點(diǎn)。該技術(shù)可將前驅(qū)體定向轉(zhuǎn)化為碳點(diǎn),因此提高了碳點(diǎn)的合成產(chǎn)率,以乙二胺四乙酸和羥乙基二膦酸為螯合配體修飾碳點(diǎn)的合成產(chǎn)率分別為86.7%和72.5%。與未采用自由基聚合同步水熱碳化技術(shù)相比,碳點(diǎn)的合成產(chǎn)率分別提高了約6倍和2倍。

基于乙二胺四乙酸和羥乙基二膦酸對(duì)三價(jià)鐵離子和二價(jià)銅離子的強(qiáng)螯合性,課題組預(yù)測(cè)乙二胺四乙酸和羥乙基二膦酸修飾碳點(diǎn)可特異性識(shí)別對(duì)三價(jià)鐵離子和二價(jià)銅離子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,乙二胺四乙酸和羥乙基二膦酸修飾碳點(diǎn)對(duì)三價(jià)鐵離子和二價(jià)銅離子的熒光猝滅度均大于50%,而未經(jīng)螯合配體修飾的碳點(diǎn)沒有明顯的熒光猝滅。這說明乙二胺四乙酸和羥乙基二膦酸修飾碳點(diǎn)繼承了前驅(qū)體的強(qiáng)金屬螯合性并可以特異性識(shí)別三價(jià)鐵離子和二價(jià)銅離子。

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