基于铜纳米簇和碳点的荧光探针的构建及其分析应用研究

发布时间：2017-10-02 18:34

  本文关键词：基于铜纳米簇和碳点的荧光探针的构建及其分析应用研究

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【摘要】：荧光光谱法具有操作简便、选择性好、灵敏度高、成本低、响应快等优点,已被广泛用于化学、生物学和医学等多个领域。基于荧光探针与目标客体作用后产生的荧光信号的变化与目标客体的浓度之间的比例关系,实现了对目标客体的实时监测。近些年来,荧光纳米标记材料以其卓越的光物理和光化学性质,受到国内外研究者的青睐,成为新一代的荧光标记材料,为荧光探针技术注入新的活力。本文重点介绍了金属纳米簇和碳点的制备方法、性质及应用,在此基础上,设计了三种基于铜纳米簇和碳点的荧光探针,并将其应用于金属离子、阴离子以及小分子的的分析检测。主要内容一共分为三章:第一章:本文以聚乙烯吡咯烷酮为保护剂,甲醛为还原剂还原乙酸铜得到一种新型聚乙烯吡咯烷酮修饰的铜纳米簇(PVP-Cu NCs),其量子产率高达12.6%,并表现出优异的稳定性。4℃下储存两个月后荧光强度都没有明显的变化,紫外灯照射一小时荧光强度也基本保持不变,此外,耐盐性也很好。实验结果表明次氯酸盐能引发PVP-Cu NCs荧光猝灭,而其他很多常见的阳离子、阴离子以及过氧化氢对其荧光强度没有明显的影响,基于此我们建立了一种高选择性、高灵敏度的检测次氯酸盐的方法,检测限为0.1μM(低于国家规定的生活饮用水卫生标准中游离氯的含量),线性范围是1-30μM。本方法测定结果与传统的比色方法吻合。第二章:本文以抗坏血酸为碳源,乙二胺作为表面钝化剂,通过简单的一锅法得到水溶性氮掺杂碳点(N-CDs),氮掺杂的目的是改变其结构和表面官能团,并增进其水溶性及稳定性。有趣的是,当激发波长从340 nm逐渐增大到400 nm,发射波长从425 nm红移至464 nm,表现出激发依赖性。当激发波长定在370 nm时,得到在448 nm处的最大发射,量子产率为11.2%(以硫酸奎宁为参比),是未用乙二胺进行掺杂的碳点(CDs)的4倍,N-CDs在日光下呈棕黄色,而在紫外灯照射下发出蓝色荧光,当向其中加入三价金离子时,荧光发生猝灭,并伴随着溶液变粉。其可能的机理是Au(III)被N-CDs还原生成了金纳米粒子(Au NPs),从而引发了N-CDs的荧光猝灭,基于此我们构建了一种高选择性、高灵敏度的方法用于Au(III)的检测,并能用于实际水样和药物中Au(III)的定量分析,最优条件下检测限低至17 n M,线性范围是0-30μM。第三章:本文通过一锅法,以抗坏血酸、乙二胺和硼酸为前体,简单便捷的制备了一种硼氮共掺杂荧光碳点(B,N-CDs)。该B,N-CDs具有良好的光稳定性和耐盐性,在368 nm激发波长下,于446 nm处产生了一个很强的发射峰,该发射光谱与苦味酸(PA)的吸收光谱有很大的重叠部分,当向B,N-CDs中加入苦味酸时,二者之间发生共振能量转移,从而引发了B,N-CDs的荧光猝灭。反应在1 min之内迅速达到平衡,检测限低至17 n M,线性范围是0-50μM,基于此我们建立了一种高灵敏、高选择性、高效率测定PA的方法。
【关键词】：荧光 纳米材料 铜纳米簇 碳点
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;TB383.1
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 文献综述9-20
• 1.1 荧光探针设计原理以及发展历程9-10
• 1.2 荧光纳米材料的应用10
• 1.2.1 荧光纳米材料在生物荧光成像中的应用10
• 1.2.2 荧光纳米材料在生物化学传感中的应用10
• 1.3 金属纳米簇概述10-14
• 1.3.1 金属纳米簇的性质10-11
• 1.3.2 金属纳米簇的合成11-12
• 1.3.3 金属纳米簇的应用12-14
• 1.4 碳点概述14-18
• 1.4.1 碳点的性质14-15
• 1.4.2 碳点的制备15-16
• 1.4.3 碳点表面钝化和功能化16-17
• 1.4.4 碳点的应用17-18
• 1.5 研究背景、目标及内容18-20
• 1.5.1 研究背景18-19
• 1.5.2 研究目的19
• 1.5.3 研究内容19-20
• 第二章 研究报告20-41
• 2.1 聚乙烯吡咯烷酮修饰的铜纳米簇作为荧光探针检测次氯酸根20-28
• 2.1.1 引言20
• 2.1.2 实验部分20-22
• 2.1.3 结果与讨论22-27
• 2.1.4 小结27-28
• 2.2 氮掺杂碳点作为荧光探针用于三价金离子的检测28-35
• 2.2.1 引言28
• 2.2.2 实验部分28-29
• 2.2.3 结果与讨论29-34
• 2.2.4 小结34-35
• 2.3 硼，，氮共掺杂碳点作为荧光探针用于苦味酸的检测35-41
• 2.3.1 引言35
• 2.3.2 实验部分35-36
• 2.3.3 结果与讨论36-40
• 2.3.4 小结40-41
• 参考文献41-57
• 致谢57-58
• 在校期间发表论文58

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1 王姗姗;;小分子荧光探针在硫醇检测中的最新研究进展[J];科技信息;2010年23期

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本文编号：961208