多色荧光纸质传感器及对重金属离子现场快速可视化定量检测
发布时间：2021-11-24 01:10
铅离子和镉离子是典型的两种重金属离子,具有高毒性和持续的生物累积性,对环境有极大危害。因此,构建快速定量检测铅离子和镉离子的方法对环境保护具有重大意义。多色荧光探针一般含有两个及以上发射峰,通过分析发射强度比对环境影响提供内置校正,可以大大提高检测精度。纸质传感器便携、成本低、可操作性强,在不借助额外手段情况下能够实现对分析物可视化检测,但在定量分析方面存在困难。针对以上问题,本文借助碳点、金纳米团簇（Au NCs）和发光氧化石墨烯三种材料独特的荧光性质和识别能力,分别构建对铅离子和镉离子特异性响应的多色荧光探针,并研究多色荧光纸质传感器对铅离子和镉离子进行现场快速可视化定量检测的效果,主要内容如下:（1）多色荧光纸质传感器对铅离子现场快速可视化定量检测设计合成多色荧光碳点,研究碳点对铅离子的响应。将对铅离子响应的碳点作为信号探针,以另一种对铅离子不响应且荧光颜色不同的碳点作为参比探针,通过优化混合比例构建多色荧光探针。实验结果发现,多色探针初显稳定的蓝色荧光,铅离子存在时,蓝色荧光被猝灭而红色荧光不变,在紫外灯下可肉眼观察到由蓝到红的宽色度变化。另外,铅离子浓度与荧光强度比(I
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳点的分类[26]
唬??０宓娜コ?椒ɑ共煌晟疲?枰??徊接呕?４送猓??蛉?剂热法简单、经济，是当前合成碳点最广泛使用的方法。通常，含有氨基和羧基的亲水性有机物是水热法或溶剂热法制备碳点的理想碳源，如柠檬酸、乙二胺等[45]。此外，通过电化学法，使用无碳电极和有机碳源电解液进行电化学反应也可以自下而上制备碳点[46]。1.3.3碳点的应用碳点含有较多的基团，设计简单的化学反应即可对其进行表面修饰。表面功能化的碳点可与重金属离子、阴离子或生物大分子等结合发生光学信号的变化，从而可以作为探针在环境检测领域应用。图1.2使用碳点检测汞离子和生物硫醇的示意图[47]Fig1.2SchematicillustrationoftheHg2+andbiothiolsdetectionmechanismusingtheCDs[47]如图1.2所示，Zhou等以EDTA为原料制备出高荧光强度碳点，可应用于Hg2+检测中[47]。用天然原料制备的碳点也可能具有检测重金属离子的作用。Bandi等以马缨丹的蓝黑色浆果为原料，用水热法合成了蓝色荧光的碳点，此碳点可以特异性被铅离子猝灭，同时具有生物相容性和细胞成像能力，用于检测环境和细胞内的铅离子都具有较大前景[48]。Gu等用大葱合成了氮硫共掺杂的碳点，可以用于检
上褚约爸琢鲋瘟频确?面应用具有更大价值。Shang等使用四（羟甲基）氯化膦和D-青霉胺合成稳定的荧光金纳米簇，用双光子激发共聚焦显微镜实现了活海拉细胞的3D成像[85]。另外，如图1.4，Ding等用环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）和盐酸阿霉素（DOX）通过二硫键修饰BSA@AuNCs构造了DOX/RGDBSA@AuNCs体系，当癌细胞中的谷胱甘肽将二硫键切割后，DOX-SH分子从纳米系统中释放出来，阻碍癌细胞的生长。DOX/RGDBSA@AuNCs体系不仅可以实现药物传递，而且通过体内成像能够观察抗肿瘤效果，在肿瘤治疗方面表现出较大应用潜力[86]。图1.4DOX/RGD–BSA@AuNC系统实现肿瘤治疗[86]Fig1.4TumortreatmentachievedbyDOX/RGD-BSA@AuNCssystem[86]1.5氧化石墨烯1.5.1发光氧化石墨烯的性质发光氧化石墨烯是氧化石墨烯的一种衍生物，除了具有比原始氧化石墨烯更
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米碳点的制备与应用研究进展[J]. 胡超,穆野,李明宇,邱介山. 物理化学学报. 2019(06)
[2]荧光化学传感器的产生、发展及应用[J]. 张来新,陈琦. 合成材料老化与应用. 2019(01)
[3]氧化石墨烯的制备还原及应用进展[J]. 张倩,唐利斌,李汝劼,项金钟,黄强,刘树平. 红外与毫米波学报. 2019(01)
[4]荧光碳点探针的合成、性质及其在生物成像中的应用[J]. 李亚丽,郭靖,宋娟,朴向民,徐晓龙,王英平. 影像科学与光化学. 2019(01)
[5]荧光金属纳米簇的合成及其在生物医学中的应用研究进展[J]. 孙欢欢,卿太平,步鸿昌,何晓晓,王柯敏. 分析测试学报. 2018(10)
[6]氧化石墨烯的多色发光及其在荧光成像中的应用[J]. 陈健,孟文潮,凌枭,邓胜松,梅青松. 中国光学. 2018(03)
[7]基于功能化纳米材料的环境中重金属快速检测研究进展[J]. 刘广洋,刘中笑,张延国,高苹,徐东辉,郑姝宁. 环境化学. 2017(11)
[8]试纸法在环境检测中的应用和展望[J]. 高文皓,余萍,郭鹏瑶,刘永亮. 广东化工. 2016(08)
[9]荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展[J]. 车望远,刘长军,杨焜,李钒,杨伟文,田丰. 复合材料学报. 2016(03)
[10]有机、无机及纳米复合荧光材料的研究进展[J]. 王美璐,李育珍,黄志慧,高利珍. 化学研究与应用. 2015(06)
硕士论文
[1]基于多色荧光碳点的纸质传感器对重金属离子的可视化检测[D]. 汪亦凡.合肥工业大学 2018
[2]发光氧化石墨烯的制备及其在药物分析中的应用[D]. 陈健.合肥工业大学 2018
[3]光谱分析在环境及生物化学分析中的应用[D]. 安春华.西南大学 2010
本文编号：3514990
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳点的分类[26]
唬??０宓娜コ?椒ɑ共煌晟疲?枰??徊接呕?４送猓??蛉?剂热法简单、经济，是当前合成碳点最广泛使用的方法。通常，含有氨基和羧基的亲水性有机物是水热法或溶剂热法制备碳点的理想碳源，如柠檬酸、乙二胺等[45]。此外，通过电化学法，使用无碳电极和有机碳源电解液进行电化学反应也可以自下而上制备碳点[46]。1.3.3碳点的应用碳点含有较多的基团，设计简单的化学反应即可对其进行表面修饰。表面功能化的碳点可与重金属离子、阴离子或生物大分子等结合发生光学信号的变化，从而可以作为探针在环境检测领域应用。图1.2使用碳点检测汞离子和生物硫醇的示意图[47]Fig1.2SchematicillustrationoftheHg2+andbiothiolsdetectionmechanismusingtheCDs[47]如图1.2所示，Zhou等以EDTA为原料制备出高荧光强度碳点，可应用于Hg2+检测中[47]。用天然原料制备的碳点也可能具有检测重金属离子的作用。Bandi等以马缨丹的蓝黑色浆果为原料，用水热法合成了蓝色荧光的碳点，此碳点可以特异性被铅离子猝灭，同时具有生物相容性和细胞成像能力，用于检测环境和细胞内的铅离子都具有较大前景[48]。Gu等用大葱合成了氮硫共掺杂的碳点，可以用于检
上褚约爸琢鲋瘟频确?面应用具有更大价值。Shang等使用四（羟甲基）氯化膦和D-青霉胺合成稳定的荧光金纳米簇，用双光子激发共聚焦显微镜实现了活海拉细胞的3D成像[85]。另外，如图1.4，Ding等用环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）和盐酸阿霉素（DOX）通过二硫键修饰BSA@AuNCs构造了DOX/RGDBSA@AuNCs体系，当癌细胞中的谷胱甘肽将二硫键切割后，DOX-SH分子从纳米系统中释放出来，阻碍癌细胞的生长。DOX/RGDBSA@AuNCs体系不仅可以实现药物传递，而且通过体内成像能够观察抗肿瘤效果，在肿瘤治疗方面表现出较大应用潜力[86]。图1.4DOX/RGD–BSA@AuNC系统实现肿瘤治疗[86]Fig1.4TumortreatmentachievedbyDOX/RGD-BSA@AuNCssystem[86]1.5氧化石墨烯1.5.1发光氧化石墨烯的性质发光氧化石墨烯是氧化石墨烯的一种衍生物，除了具有比原始氧化石墨烯更
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米碳点的制备与应用研究进展[J]. 胡超,穆野,李明宇,邱介山. 物理化学学报. 2019(06)
[2]荧光化学传感器的产生、发展及应用[J]. 张来新,陈琦. 合成材料老化与应用. 2019(01)
[3]氧化石墨烯的制备还原及应用进展[J]. 张倩,唐利斌,李汝劼,项金钟,黄强,刘树平. 红外与毫米波学报. 2019(01)
[4]荧光碳点探针的合成、性质及其在生物成像中的应用[J]. 李亚丽,郭靖,宋娟,朴向民,徐晓龙,王英平. 影像科学与光化学. 2019(01)
[5]荧光金属纳米簇的合成及其在生物医学中的应用研究进展[J]. 孙欢欢,卿太平,步鸿昌,何晓晓,王柯敏. 分析测试学报. 2018(10)
[6]氧化石墨烯的多色发光及其在荧光成像中的应用[J]. 陈健,孟文潮,凌枭,邓胜松,梅青松. 中国光学. 2018(03)
[7]基于功能化纳米材料的环境中重金属快速检测研究进展[J]. 刘广洋,刘中笑,张延国,高苹,徐东辉,郑姝宁. 环境化学. 2017(11)
[8]试纸法在环境检测中的应用和展望[J]. 高文皓,余萍,郭鹏瑶,刘永亮. 广东化工. 2016(08)
[9]荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展[J]. 车望远,刘长军,杨焜,李钒,杨伟文,田丰. 复合材料学报. 2016(03)
[10]有机、无机及纳米复合荧光材料的研究进展[J]. 王美璐,李育珍,黄志慧,高利珍. 化学研究与应用. 2015(06)
硕士论文
[1]基于多色荧光碳点的纸质传感器对重金属离子的可视化检测[D]. 汪亦凡.合肥工业大学 2018
[2]发光氧化石墨烯的制备及其在药物分析中的应用[D]. 陈健.合肥工业大学 2018
[3]光谱分析在环境及生物化学分析中的应用[D]. 安春华.西南大学 2010
本文编号：3514990
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3514990.html
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