基于硒化镉电化学发光传感器的制备及应用

发布时间：2020-03-21 13:20

【摘要】：本文采用水相热回流法合成了水溶性CdSe及CdSe@ZnSe核壳型量子点,采用直接滴涂法或层层组装法将其修饰到电极上,制备了相应的电化学发光传感器,主要研究内容如下:合成了不同回流时间下的水溶性CdSe量子点溶液,对其进行紫外-吸收光谱法、荧光光谱法、X-射线衍射法和傅里叶红外光谱法进行一系列表征。随着反应时间的不断延长,量子点的吸收峰位置发生了明显的红移,荧光强度明显升高、荧光寿命时间长,得到了具有优异荧光性能的CdSe量子点溶液。在上述工作的基础上,合成了水溶性CdSe@ZnSe核壳型量子点,CdSe@ZnSe核壳型量子点与单核量子点CdSe相比,紫外吸收峰与荧光发射峰明显红移,荧光强度明显升高、荧光寿命延长,说明当在CdSe量子点表面包覆一层ZnSe后,钝化了CdSe量子点表面缺陷,一定程度上弥补了量子点表面上的缺陷,具有更好的荧光性能。以金电极为工作电极,将CdSe量子点固定在金电极表面,制备了CdSe修饰电极,研究了CdSe修饰电极在含有鲁米诺的磷酸缓冲溶液的阳极电化学发光(ECL)性质。在碱性条件下,CdSe量子点可以使该体系的ECL强度值增强,当向新体系中加入叶酸后,其ECL强度又明显增强,基于此可以成功实现对叶酸的定量检测。ECL实验中优化了缓冲溶液的pH、鲁米诺的浓度和扫描速度。在最佳实验条件下,叶酸的浓度1.0×10~(-6)~1.1×10~(-4) mol L~(-1)范围内与ΔECL呈现良好的线性关系。最低检出限(S/N=3)为3.3×10~(-7) mol L~(-1)。采用层层组装法制备了GO-CdSe/GOx阳极电化学发光传感器,以紫外光谱法、X-射线衍射法对修饰电极的性能进行表征,研究了该ECL传感器的ECL性能。当向底液中加入不同浓度的葡萄糖时,ECL信号值明显升高,通过葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生了H_2O_2,而H_2O_2可以增敏鲁米诺体系的ECL强度,由此建立了一种检测葡萄糖含量的新方法采用超声混合法制备了二氧化钛-硒化镉(TiO_2-CdSe)复合物,将其直接滴涂在金电极表面,制得了TiO_2-CdSe/GE修饰电极。并以紫外光谱法、荧光光谱法和循环伏安法对该修饰电极的性能进行表征。在含有鲁米诺溶液的磷酸缓冲溶液中研究其ECL性质,由于TiO_2本身有一定的发光性能,因此其ECL信号值要高于单独的CdSe的ECL信号值,当向底液中加入一定浓度的Eu~(3+)时,该ECL体系的ECL强度值明显升高,由此建立了一种定量检测铕离子含量的新方法。以联吡啶钌(Ru(bpy)_3~(2+))为发光试剂,以PVP膜为固定膜。以层层组装法制备了Ru(bpy)_3~(2+)-PVP-CdSe@ZnSe电化学发光传感器,研究了CdSe@ZnSe的ECL性质。结果表明CdSe@ZnSe可以使Ru(bpy)_3~(2+)-TprA体系的ECL信号值明显升高。当向含有0.01 mol L~(-1) TprA的磷酸缓冲溶液中加入一定浓度的白杨素时,ECL信号值却明显降低,说明白杨素对该体系的ECL具有明显的猝灭作用,据此建立一种定量检测白杨素的新方法。实验对聚合物膜、pH、PVP膜的用量和TprA的浓度等实验条件进行了优化。在最佳实验条件下,白杨素的浓度(C_(ChR))在1×10~(-7)~1.4×10~(-6) mol L~(-1)浓度范围内与相对电致发光强度(ΔECL)呈现着良好的线性关系,最低检测限(S/N=3)为3.3×10~(-8) mol L~(-1)。
【图文】：

400 500 6000.0aWavelength (nm)450 500 550 6000Wavelength (nm)图 2.5 CdSe QDs 在不同回流时间下的紫外吸收光谱图 (左) 荧光光谱图 (右)a~e: 2 h, 4 h, 6 h, 8 h,10 h2. 日光灯与紫外灯下 CdSe 对照实验图 2.6 为不同回流时间下（2 ~ 10 h）CdSe 在日光灯和在紫外灯激发下的对比图片。从图中可以看出，在日光灯下观察时，CdSe 溶液的颜色随着反应时间延长而逐步加深。当将不同时间的 CdSe 溶液在紫外灯下照射时，溶液的颜色由浅粉色逐渐变为浅绿色，经由公式可推出量子点的粒径增大（粒径大小范围为 1.94 ~ 2.41nm），得到了不同粒径大小的 QDs，验证了发射峰发生红移的结论[103]。

490 560 63001AbsoWavelength (nm)400 500 6000200FLWavelength (nm)图 3.2 不同回流时间的 CdSe@ZnSe 紫外-吸收光谱（左）与荧光光谱（右）叠加图2. 日光灯与紫外灯下 CdSe@ZnSe 量子点对照实验图 3.3 为不同回流时间下（2 ~10 h）CdSe 量子点与 CdSe@ZnSe 量子点在日光灯和在紫外灯激发下的对比图片。从图中可以看出，当将不同时间的 CdSe 量子点溶液放在紫外灯下照射时，溶液的颜色由浅粉色逐渐变为亮绿色，，由此可知通过控制时间，可以制得不同粒径大小的量子点，验证了发射峰发生红移的结论。
【学位授予单位】：长春师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.1;TP212.2

【参考文献】

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本文编号：2593390