荧光碳点的制备、表征及其在传感方面的应用

发布时间：2017-07-04 06:00

  本文关键词：荧光碳点的制备、表征及其在传感方面的应用

  更多相关文章： 荧光碳点 传感 荧光油墨 成像 还原型碳点

【摘要】：近年来,由于荧光探针在化学传感、生物检测及细胞成像等领域的广泛的需求,荧光纳米材料受到越来越多的人的关注。与传统荧光染料相比,荧光纳米材料不仅具有优越的荧光性能,而且具有细胞低毒性和生物相容性较好等优点,因此为生物检测,标记和探针提供新的研究思路。目前,研究最热的荧光纳米材料是荧光碳点。由于具有独特的可协调的光致发光特性、独特的物理化学性质、光稳定性、生物相容性和小尺寸效应等特点,碳点在生物医学领域展示出巨大的潜力,并受到越来越多的人的关注。因此,基于荧光碳点的优良特性,本文从荧光碳点的制备和应用两个方面出发,寻求一种绿色环保的碳源物质,探索一种简单快速合成优良荧光性能的碳点的方法,并研究其在分析检测,药物分析和功能材料方面的应用,具体包括以下三个方面:(1)以蜂蜜作为碳源,建立一种创新的、绿色的一步合成碳点的方法。不仅合成碳点的碳源物质绿色环保,而且所制备的碳点也具有高荧光量子产率、耐光性强、低毒性和良好的稳定性等优点。该碳点具有发射依赖于激发和上转换荧光的性质;高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)结果显示该碳点均匀分布,平均粒径2 nm;红外光谱表征结果显示碳点表面含有羟基、氨基、羧基等功能基团。利用碳点表面的基团能与Fe3+反应,建立检测Fe3+的新方法。Fe3+能与碳点结合,从而导致碳点荧光猝灭,并且荧光信号变化值(F0-F)(F0,F分别指加入Fe3+前后碳点的荧光)与Fe3+浓度在一定范围内呈线性关系。最后,我们将所制备的碳点成功应用于细胞成像和荧光油墨。(2)建立一种微波法合成碳点的新方法并将所合成的碳点进一步应用于药物分析检测。以玫瑰花瓣粉末为碳源,首先与五氧化二磷反应之后,再用微波法合成荧光碳点。该碳点荧光激发光谱和发射光谱对称,最大激发和发射波长分别为390 nm和435 nm,且其荧光量子产率为13.45%。此外,该碳点具有良好的荧光特性,抗盐和抗光漂白性等优点。四环素是由链霉菌产生的一类广谱抗生素,由于它具有广泛的用途导致生物体残留增多,因此对其痕量检测是一项很必要的工作,所以我们用所得到的碳点作为荧光探针,用于四环素的检测。该法用于检测人尿液中残留的四环素,回收率在98.3%~102%之间,说明本文建立的分析方法能够用于四环素真实样品的检测。(3)我们以半胱氨酸为碳源利用微波法成功的合成碳点,并通过该碳点与硼氢化钠反应,进一步制备具有还原性的还原型碳点。还原型碳点作为还原剂,成功合成金纳米团簇和金/银纳米颗粒:首先,与氯金酸和BSA反应,得到金纳米团簇,所得到的金纳米团簇的最佳激发和发射分别为375 nm和630 nm;随后,该还原型碳点与氯金酸/硝酸银混合在水浴中反应,得到金/银纳米颗粒。研究发现还原型碳点表面的大量的还原性的基团(羟基)赋予了碳点供电子的能力,使其具有还原性,从而促使金属纳米快速还原为相应的金属纳米团簇和纳米颗粒。这种探索开拓了碳点在合成金属纳米材料方面的新应用。以上研究结果对我们深入认识碳点的性质与功能,以及进一步拓展其在荧光传感中的应用,具有较为重要的意义。
【关键词】：荧光碳点 传感 荧光油墨 成像 还原型碳点
【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;TP212.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 缩写符号对照表9-10
• 第1章 论文选题依据10-28
• 1.1 引言10-11
• 1.2 碳点的制备方法11-15
• 1.3 碳点的物理化学性质15-19
• 1.4 应用19-25
• 1.5 本文的主要研究内容及意义25-28
• 第2章 蜂蜜水热反应一步合成荧光碳点及其在铁离子检测和细胞成像中的应用28-40
• 2.1 引言28-29
• 2.2 实验部分29-31
• 2.3 结果与讨论31-38
• 2.4 小结38-40
• 第3章 玫瑰花为碳源合成荧光碳点及其在四环素的检测中的应用40-48
• 3.1 引言40-41
• 3.2 实验部分41-42
• 3.3 结果与讨论42-47
• 3.4 小结47-48
• 第4章 还原型碳点在纳米团簇和纳米粒子制备中的应用48-60
• 4.1 引言48-49
• 4.2 实验部分49-50
• 4.3 实验结果与讨论50-59
• 4.4 小结59-60
• 第5章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60-61
• 5.2 前景与展望61-62
• 参考文献62-76
• 研究生期间科研成果76-78
• 致谢78

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