新型碳纳米点的一步合成及应用

发布时间：2020-08-28 16:53

　　光致发光的纳米材料由于在多个领域具有多种用途而受到研究者的广泛关注。然而,高性能的量子点通常由有毒重金属元素组成,这些元素影响了人们对其在医疗领域的应用研究。因此,开发一种新型低毒性发光纳米材料替代金属量子点具有重要的意义。自2004年碳点被首次发现以来,许多研究已经向实现更好的合成路线,提高光致发光(PL)的量子产率(QY),探索其物理化学特性并开发他们的应用方向发展。第一章:对碳点的基本性能及应用研究进展进行了综述。第二章:以葡萄皮为碳源,用水热合成法一步合成碳点并对所需实验条件进行了优化。利用电镜、荧光、紫外、红外及XPS手段对碳点的形貌、表面基团及性质进行了表征。碳点的粒径大小为4.0±1.5 nm,荧光量子产率为0.19,稳定性和抗氧化性良好。在pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中,基于电荷转移苦味酸使碳点溶液的荧光强度发生猝灭,以此建立了苦味酸的检测方法。线性范围为0.06-79.4μM,灵敏度高(检出限为10 nM,S/N=3),响应快(20 s内),选择性和抗干扰能力好。用加标回收法对实际水样中苦味酸含量进行检测。第三章:以苦参为碳源,用水热合成法一步合成碳点并对所需实验条件进行了优化。利用电镜、荧光、紫外、红外及XPS手段对碳点的形貌、表面基团及性质进行表征。碳点的粒径大小为2.5±1.0 nm,荧光量子产率可达0.35,具有良好的稳定性和抗氧化能力。Cr(Ⅵ)使碳点水溶液的荧光强度发生猝灭,以此建立了Cr(Ⅵ)的检测方法。该方法检出限为20 nM,选择性好并用于实际水样的检测。当在CDs-Cr(Ⅵ)体系中加入抗坏血酸(AA)后,碳点荧光恢复,且加入AA的量与荧光恢复程度在一定范围内成比例,建立基于荧光闭合-开启检测抗坏血酸的新方法,并成功用于实际水果样品检测。以上方法可实现Cr(Ⅵ)和AA的连续检测。第四章:以杜仲叶为碳源,用水热合成法一步合成碳点并对所需实验条件进行了优化。利用电镜、荧光、紫外及红外手段对碳点的性质进行了表征。碳点的粒径大小为3.55±1.45 nm,荧光量子产率高达0.42,不受离子强度,过氧化氢和贮存时间的影响。在pH=6.0的磷酸盐缓冲溶液中,铝离子可使碳点溶液的荧光强度增大,以此建立了碳点检测铝离子的方法。线性范围为0.01-2.5 mM,相关系数为0.999,灵敏度高(检出限为23 nM),响应快(10 s内),选择性和抗干扰能力好并用于实际水样的检测。第五章:对本论文的研究结果进行总结,并对后续工作进行展望。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O613.71;TB383.1
【部分图文】：

紫外可见光谱,荧光激发,发射光谱

图 1.1 碳点的（a）紫外可见光谱和（b）荧光激发发射光谱Fig 1.1(a) UV/Vis absorption and (b) fluorescence excitation and emission spectra of an aqueoususpension of the CDsaa b

荧光素,光致发光光谱,激发波长,发射光谱

图 1.2 [荧光素-N=N-CDs]Ru2+光致发光光谱（a）在 330 至 480 nm 范围内改变激发波长对应的发射光谱图（b）归一化图Fig 1.2 Photoluminescence emission spectra of [Fluorescein-N=N-CDs]Ru2+nanoparticles: (a) withprogressively longer excitation wavelength from 340 to 480 nm in 20 nm increments and (b)

共聚焦,明场,荧光,暗场

N-CDs 在 HeLa 细胞内的共聚焦荧光图在（a）明场和（b）405 nm（c）488 nm 激发。同样条件下对应的（e）暗场和（f）405 nm（g）488 nm 和（h）55. 1.4 Confocal fluorescence images of Hela cells treated with N-CDs under (a) brigh5 nm, (c) 488 nm and (d) 559 nm excitation. Confocal fluorescence images of Hela cwith N-CDs under (e) bright field and(f) 405 nm, (g) 488 nm and (h) 559 nm excit

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