基于荧光碳点的四环素类抗生素及抗坏血酸检测研究
发布时间：2022-02-14 03:03
碳点作为一种新型的荧光碳纳米材料,优良的光学特性、低生物毒性、发射波长的可调性和简单的制备方法使其在许多领域都得到了广泛的应用,包括传感分析、生物成像、信息加密和光电催化等领域。其中,在传感分析领域,荧光碳点因其表面富含多种活性基团,能与分析物发生相互作用,使碳点的荧光性能发生相应的变化,从而达到分析检测的目的。碳点的发现和使用极大的促进了现代分析的发展,目前已有许多基于碳点的各类分析方法被开发出来并应用于各个领域。本论文的绪论部分主要对碳点做了基本概述,并对其常见的合成方法及应用领域作了详细描述。本研究意在在已有碳点的基础上根据其荧光特性开发新的分析方法,以实现高灵敏和特异性检测分析物的目的。截至目前,主要实现了类似物的鉴别分析和单分析物的特异性分析两方面内容。一方面通过对碳点的学习和筛选合成了发蓝色荧光和绿色荧光的碳点,以此构建了一种荧光传感阵列,实现了对多种结构和药效相似的药物的辨别和测定;另一方面利用碳点和氧化钼纳米片复合材料,构建了基于比率荧光的AND-NAND逻辑对,实现了对抗坏血酸的特异性检测,其实验探究的主要内容如下:1.基于无标签碳点的四通道荧光传感器阵列检测四种四环...
【文章来源】：西南大学重庆市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CDs的分类[14]
第1章绪论3（柠檬酸、苯胺类、氨基酸、葡萄糖）和天然物：日常用品（蚕丝）、生活废弃物（煤油灰）及动植物器官（桂叶、菊花、桔汁）等。自上而下法有利于大规模生产且制备出来的碳点副产物较少，但也存在产率低，量子产率不理想，需要通过表面修饰或钝化来改善荧光性能等缺点。自下而上法碳源来源广泛，量子产率高，表面基团多但也存在较多的副产物，尺寸和形态难以控制等缺点。现对几种常见的碳点制备方法做以下简单介绍：图1-2合成CDs的主要方法是：从不同碳源“自上而下”切割，从有机分子或聚合物“自下而上”合成[14]Fig1-2ThemainapproachestopreparateCDs:“Top-down”cuttingfromdifferentcarbonsourcesand“bottom-up”synthesisfromorganicmoleculesorpolymers[14]1.3.1电弧放电法电弧放电是一种利用密封反应器中产生的气体等离子体驱动阳极电极从大块碳前体中分解出碳原子的方法，在电流作用下，反应器内的温度可高达4000K，以产生高能等离子体[22]。在阴极中，碳蒸气聚集形成CDs。电弧放电法制备CDs的研究始于2004年。Xu等人[12]在用电弧放电法制备单片碳纳米管时，意外获得了三种相对分子质量和荧光性质不同的纳米碳纳米管。通过电弧放电法所制备的CDs可以发出蓝绿色、黄色和橙色365nm处的荧光。实验进一步证明CDs的表面由亲水羧基连接。用此方法得到的CDs具有良好的水溶性。然而，由于放电过程形成了不同尺寸的碳颗粒，因此它们通常具有较大的粒径分布。大颗粒降低了CDs的比表面积，可能会限制CDs在电催化过程中的活性反应位点。该方法合成出来的碳点其量子产率较低，需要进一步钝化，且纯化方法有待提高。
西南大学硕士学位论文41.3.2激光消融法激光消融法制备碳点是利用能量高的激光作用在前驱体材料表面，产生高温、高压，快速加热和蒸发成等离子体状态，然后蒸汽结晶形成纳米颗粒，将体积较大的靶向材料处理成小颗粒得到CDs[13,23]。实验装置原理示意图如图1-3（左）。Li等人[24]报道了一种通过激光照射分散在不同有机溶剂中的碳前驱体来合成CDs的简便方法。所得的CDs表现出明显的、可调的光致发光特性。此外，Hu等人[25]证明了在激光辐射过程中，通过选择合适的有机溶剂可以改变CDs的表面状态，从而调节合成的CDs的荧光性质。激光消融是制备CDs的有效方法，具有粒径分布窄、水溶性好、荧光特性好等优点。但是，激光消融法所用的仪器十分昂贵，同时还需要加入其他有机溶剂来改变CDs的表面态，这样才能使制得的碳点具有较好的荧光性能。如图1-3（右），在Sun等人[13]的研究中已被证实。图1-3A[24]：实验装置示意图；B[13]：将简单有机物附着在经酸处理的碳颗粒上，使其表面钝化，在400nm激发，经PEG1500N钝化处理的CDs（a）通过不同波长的过滤光片拍照；(b)在指定波长激发，直接拍照Fig1-3A[24]:ematicillustrationofexperimentalsetup；B[13]:uponthesurfacepassivationbyattachingsimpleorganicspeciestotheacid-treatedcarbonparticles,aqueoussolutionofthePEG1500N-attachedcarbondotsexcitedat400nmandphotographed(a)throughband-passfiltersofdifferentwavelengthsasindicated,and(b)excitedattheindicatedwavelengthsandphotographeddirectly1.3.3水热法水热合成法，也叫一锅溶剂热法，是制备CDs最常用的方法，可通过调整反应溶剂、反应时间、前驱物的比例、前驱物的种类来控制CDs的表面基团、粒径AB
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用富勒烯炭灰制备黄光发射碳量子点(英文)[J]. 张庆红,孙晓峰,阮红,尹克样,李洪光. Science China Materials. 2017(02)
本文编号：3624141
【文章来源】：西南大学重庆市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CDs的分类[14]
第1章绪论3（柠檬酸、苯胺类、氨基酸、葡萄糖）和天然物：日常用品（蚕丝）、生活废弃物（煤油灰）及动植物器官（桂叶、菊花、桔汁）等。自上而下法有利于大规模生产且制备出来的碳点副产物较少，但也存在产率低，量子产率不理想，需要通过表面修饰或钝化来改善荧光性能等缺点。自下而上法碳源来源广泛，量子产率高，表面基团多但也存在较多的副产物，尺寸和形态难以控制等缺点。现对几种常见的碳点制备方法做以下简单介绍：图1-2合成CDs的主要方法是：从不同碳源“自上而下”切割，从有机分子或聚合物“自下而上”合成[14]Fig1-2ThemainapproachestopreparateCDs:“Top-down”cuttingfromdifferentcarbonsourcesand“bottom-up”synthesisfromorganicmoleculesorpolymers[14]1.3.1电弧放电法电弧放电是一种利用密封反应器中产生的气体等离子体驱动阳极电极从大块碳前体中分解出碳原子的方法，在电流作用下，反应器内的温度可高达4000K，以产生高能等离子体[22]。在阴极中，碳蒸气聚集形成CDs。电弧放电法制备CDs的研究始于2004年。Xu等人[12]在用电弧放电法制备单片碳纳米管时，意外获得了三种相对分子质量和荧光性质不同的纳米碳纳米管。通过电弧放电法所制备的CDs可以发出蓝绿色、黄色和橙色365nm处的荧光。实验进一步证明CDs的表面由亲水羧基连接。用此方法得到的CDs具有良好的水溶性。然而，由于放电过程形成了不同尺寸的碳颗粒，因此它们通常具有较大的粒径分布。大颗粒降低了CDs的比表面积，可能会限制CDs在电催化过程中的活性反应位点。该方法合成出来的碳点其量子产率较低，需要进一步钝化，且纯化方法有待提高。
西南大学硕士学位论文41.3.2激光消融法激光消融法制备碳点是利用能量高的激光作用在前驱体材料表面，产生高温、高压，快速加热和蒸发成等离子体状态，然后蒸汽结晶形成纳米颗粒，将体积较大的靶向材料处理成小颗粒得到CDs[13,23]。实验装置原理示意图如图1-3（左）。Li等人[24]报道了一种通过激光照射分散在不同有机溶剂中的碳前驱体来合成CDs的简便方法。所得的CDs表现出明显的、可调的光致发光特性。此外，Hu等人[25]证明了在激光辐射过程中，通过选择合适的有机溶剂可以改变CDs的表面状态，从而调节合成的CDs的荧光性质。激光消融是制备CDs的有效方法，具有粒径分布窄、水溶性好、荧光特性好等优点。但是，激光消融法所用的仪器十分昂贵，同时还需要加入其他有机溶剂来改变CDs的表面态，这样才能使制得的碳点具有较好的荧光性能。如图1-3（右），在Sun等人[13]的研究中已被证实。图1-3A[24]：实验装置示意图；B[13]：将简单有机物附着在经酸处理的碳颗粒上，使其表面钝化，在400nm激发，经PEG1500N钝化处理的CDs（a）通过不同波长的过滤光片拍照；(b)在指定波长激发，直接拍照Fig1-3A[24]:ematicillustrationofexperimentalsetup；B[13]:uponthesurfacepassivationbyattachingsimpleorganicspeciestotheacid-treatedcarbonparticles,aqueoussolutionofthePEG1500N-attachedcarbondotsexcitedat400nmandphotographed(a)throughband-passfiltersofdifferentwavelengthsasindicated,and(b)excitedattheindicatedwavelengthsandphotographeddirectly1.3.3水热法水热合成法，也叫一锅溶剂热法，是制备CDs最常用的方法，可通过调整反应溶剂、反应时间、前驱物的比例、前驱物的种类来控制CDs的表面基团、粒径AB
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用富勒烯炭灰制备黄光发射碳量子点(英文)[J]. 张庆红,孙晓峰,阮红,尹克样,李洪光. Science China Materials. 2017(02)
本文编号：3624141
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