以聚合物为碳源荧光碳点的合成与应用研究

发布时间：2020-10-19 11:08

　　 荧光碳点(CDs)由于其优异的水分散性,化学和光稳定性,低制造成本和良好的生物相容性近年来引起了高度关注。这些优异的性能使它们在化学传感,生物传感器,催化和光伏器件中有广泛的应用。本论文成功地将聚乙烯亚胺(PEI)作为碳源用于合成荧光碳点。主要内容如下:(1)将仅有C、N、H三种元素的PEI作为碳源,通过简单的一步水热法合成荧光碳点。N掺杂和CDs的氨基官能化同时完成。CDs呈现强烈的蓝色荧光并且在水溶液中具有良好的分散性,表面的大量游离氨基简化了随后的修饰。通过酰胺化反应,成功地将谷胱甘肽功能化的CDs用于选择性检测Co~(2+)。(2)建立了基于双信号比率荧光探针的碳点/金纳米簇(CDs/Au NCs)纳米复合物,用于检测Ag~+和半胱氨酸(Cys)。荧光已广泛用于视觉检测,然而单色荧光不方便人们区分颜色变化。在此,PEI合成的发蓝色荧光的CDs用作参考信号,发橘色荧光的Au NCs作为信号物,通过调节CDs和Au NCs的比例,纳米复合物通过单一激发波长发出灰橘色荧光。Ag~+使Au NCs的橘色荧光增强,但Cys可以完全淬灭Au NCs的橘色荧光而CDs的蓝色荧光不受影响。因此,测定Ag~+时,纳米复合物的荧光显示出灰橘色至亮橘色;检测Cys时,溶液由亮橘色变为蓝色。此外,该方法成功应用至可视化检测,显示出比水溶液中更明显的色差,为未来Ag~+和Cys的实时在线荧光可视化检测提供了参考。(3)基于第二章水热法合成的富含氨基的碳点,将其与氯金酸溶液简单地混合直接合成金银纳米粒子(AuAg NPs),用于直接可视化检测Cys。该方法简单快捷,不需要使用任何还原剂,稳定剂和外部能量的附加功能。同时,合成的AuAg NPs具有良好的稳定性,对半胱氨酸具有良好的检测性能。通过肉眼即可观测到,随着Cys浓度的加大,溶液从淡黄色到红棕色最后到无色,这一现象为后续可视化检测提供了更好的方向。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O657.3;TB383.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 荧光碳点概述
    1.2 荧光碳点的制备方法
        1.2.1 自上而下的合成路线
        1.2.2 自下而上的合成路线
        1.2.3 碳点的表面钝化和功能化
    1.3 荧光碳点的应用
        1.3.1 化学探针
        1.3.2 生物成像
        1.3.3 光催化
    1.4 本论文的研究内容及意义
2 聚乙烯亚胺为碳源一步合成荧光碳点及其应用
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 荧光碳点的合成
        2.1.4 碳点功能化
    2.2 荧光碳点合成条件的优化
        2.2.1 反应温度的优化
        2.2.2 反应时间的优化
        2.2.3 硫掺杂合成碳点的条件优化
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 光学性质分析
        2.3.2 形貌分析和粒径的确定
        2.3.3 元素组成分析
        2.3.4 结构分析
    2.4 应用研究
2+检测'>        2.4.1 应用于Co²⁺检测
        2.4.2 应用于pH传感
    2.5 本章小结
+和Cys'>3 基于碳点和金纳米簇合成双发射纳米复合物用于可视化检测Ag⁺和Cys
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 碳点的合成
        3.1.4 金纳米簇的合成
        3.1.5 纳米复合物的合成
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 光学性质分析
        3.2.2 Zeta电位分析
        3.2.3 形貌分析
    3.3 纳米复合物的可视化应用研究
+'>        3.3.1 由灰橘到亮橘检测Ag+

        3.3.2 由亮橘到蓝检测Cys
        3.3.3 试纸化检测
    3.4 本章小结
4 基于碳点一步还原金银纳米粒子用于可视化检测Cys
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验试剂
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 荧光碳点的合成
        4.1.4 金银纳米粒子的合成
    4.2 碳点合成还原金银纳米粒子合成条件的优化
        4.2.1 碳点与金银配比的优化
        4.2.2 反应时间的优化
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 光学性质
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 元素组成分析
    4.4 纳米粒子的应用研究
        4.4.1 可视化检测Cys
        4.4.2 检测的特异性研究
        4.4.3 检测机理探究
    4.5 本章小结
结论
本论文创新点及展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 梁璋仪,赵新生;活细胞内单个分子荧光检测[J];大学化学;2005年02期

2 康梦奎;张素珍;姜泗长;杨静琴;郭中和;;应用血卟啉-激光光敏诊断鼻咽、喉部肿瘤[J];应用激光;1987年01期

3 丁文娣;徐松林;张仁斌;;邻苯二甲醛荧光检测蛋白质的研究[J];分析化学;1987年01期

4 荘大奎,刘亚淑,瞿永华,吴一迁;低浓度O~6甲基鸟嘌呤荧光检测的研究[J];光学学报;1988年08期

5 孟继武,侯尚公,徐叙瑢,马焕璞,王德盛,祖淑清,房长茂;癌患者血清的特异荧光研究[J];科学通报;1988年08期

6 于治国,王桂花,魏红;高效液相色谱法测定血清及尿中卡那霉素含量[J];沈阳药学院学报;1989年02期

7 徐静;杨春光;肖珊珊;王江红;王嘉;王丹;刘慧颖;曹际娟;;荧光检测食品法标准数据库的建立[J];食品安全质量检测学报;2015年01期

8 施朝霞;常丽萍;曹全君;;基于CMOS传感芯片的荧光检测系统研究进展[J];半导体光电;2014年03期

9 任河山;;ATP生物荧光检测计的使用[J];啤酒科技;2012年11期

10 詹福如;许永建;陈连运;吴李君;余增亮;;单离子束在线荧光检测技术[J];生物物理学报;2009年S1期

相关博士学位论文 前10条

1 李颖;荧光碳点的制备与性质研究[D];华东师范大学;2017年

2 严韩;新型光功能有机分子的结构设计、合成及其性质研究[D];南京大学;2018年

3 刘楠;应用于生物芯片中的CMOS荧光检测系统的设计和研究[D];复旦大学;2008年

4 鲍成满;高压在线荧光检测研究[D];浙江大学;2011年

5 刘翻;若干新型高灵敏度荧光检测系统的构建与评价[D];华东理工大学;2013年

6 王燕飞;早期冠心病miRNA标志物荧光诊断技术与系统研究[D];中国科学技术大学;2017年

7 杨初平;Ppb级大气二氧化硫紫外荧光检测理论与实现技术研究[D];华南师范大学;2002年

8 谢伟;基于荧光金属—有机骨架功能材料的可控合成及性能研究[D];东北师范大学;2017年

9 杜方凯;基于碳点的荧光传感器的制备与应用[D];华南理工大学;2014年

10 王鹏;多肽荧光化学传感器的合成及生物应用研究[D];兰州大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 何海洋;金属有机多面体对代谢生物标志物的荧光传感[D];大连理工大学;2018年

2 张碧波;荧光小分子及荧光多肽探针在分析检测中的设计和应用[D];清华大学;2017年

3 李莹;以聚合物为碳源荧光碳点的合成与应用研究[D];大连理工大学;2018年

4 许晓月;金属—有机框架（MOFs）的合成及其在环境中的应用[D];华中师范大学;2016年

5 赵艳艳;基于荧光聚多巴胺纳米颗粒的荧光传感新方法[D];湖南大学;2018年

6 王敏;磁性荧光纳米探针的合成及其在测定叶酸含量和分离膜蛋白中的应用[D];吉林大学;2018年

7 米文华;咔唑修饰的嘧啶类非经典π-凝胶的构筑及荧光传感性质研究[D];吉林大学;2018年

8 李燕鹏;氮掺杂型生物质碳点及其复合物的制备与应用研究[D];华南理工大学;2018年

9 蓝钰;新型荧光碳点的合成及其在检测中的应用[D];辽宁大学;2018年

10 刘志江;改性纤维素材料对水中污染物的吸附性能和荧光检测研究[D];华北电力大学;2018年

本文编号：2847120

suoshi