锰掺杂硫化锌量子点磷光探针研究及分析应用

发布时间：2017-08-09 05:00

  本文关键词：锰掺杂硫化锌量子点磷光探针研究及分析应用

  更多相关文章： 掺杂量子点 磷光探针 离子 小分子

【摘要】：量子点由于具有发射光谱窄且对称、激发光谱宽且连续、强的光耐受性和优良的发光效率等独特的光学性质,受到学术界的广泛关注。掺杂量子点不仅保留了传统量子点的所有优点,而且能有效避免自猝灭问题,近年来,掺杂量子点成为化学／生物传感和生物成像领域的一个活跃的研究热点。本论文制备了水溶性ZnS掺杂量子点和掺杂核壳量子点,利用其优良的磷光特性构建了离子、小分子光学传感体系并进行了分析应用研究。主要内容包括：第一章：概述了量子点的种类、性质和合成方法,并对掺杂型量子点的研究进展做了详细综述。第二章：通过水热法合成并表征了N-乙酰-L-半胱氨酸修饰的锰掺杂硫化锌量子点(NAC-Mn:ZnS QDs)。以此为磷光探针,在315nm激发时,AC-Mn:ZnS QDs在583nm发射磷光.NAC-Mn:ZnS QDs磷光强度能够随着Co2+离子浓度的增加而被强烈地猝灭。NAC-Mn:ZnS QDs探针对Co2+离子检测的线性范围为1.25×10-6M-3.25×105M,检出限和相对标准偏差分别是6.00×10-8M和2.3%。干扰实验表明该量子点对钻离子有良好的选择性。通过磷光衰减实验初步验证了锰掺杂硫化锌量子点与钴离子相互作用的可能猝灭机制。建立的磷光检测方法进一步应用于自来水和池塘水中微量钴离子的测定,回收率在97.75%—103.32%。第三章：基于儿茶素对NAC-Mn:ZnS QDs磷光的猝灭作用,优化实验条件,建立了一种快速高效测定儿茶素含量的磷光分析方法。该量子点探针检测儿茶素的线性范围为0.75μM—30.00 μM,检出限达到1.15×10-8M,一些金属离子、氨基酸分子以及一些糖类分子对儿茶素的测定并未产生影响。与传统的磷光检测方法相比,以该量子点为探针的磷光检测方法无需除氧剂或者其它诱导剂,又可避免在荧光法测定中所遇到的自体荧光和基质散射现象,该方法成功地应用于人体液中儿茶素的测定。初步推断儿茶素对该量子点的磷光猝灭主要为静态猝灭作用。第四章：通过水热法制备了L-半胱氨酸(CyS)修饰的锰掺杂的硫化锌量子点(Cys-Mn:ZnS QDs).该量子点磷光激发波长306 nm,磷光发射波长580 nm。由于NAC-Mn:ZnS QDs和Cys-Mn:ZnS QDs磷光可以被L-抗坏血酸(AA)有效地猝灭,因此,它们被用作检测抗坏血酸的磷光探针。上述两种量子点探针检测抗坏血酸的线性范围分别是：2.50LM-37.50μM口2.50μM-47.50μM,相应的检出限分别达到0.72 μ.M和1.38μM。同时,详细探讨了L-抗坏血酸对这两种量子点磷光猝灭的相关机理。这两种量子点对L-抗坏血酸选择性高,可成功用于人类尿液样本中磷光检测抗坏血酸。灵敏度高和简便的操作是该方法的特点。第五章：开发了一种基于钴离子吸附的NAC-Mn:ZnS QDs为基础检测组氨酸的off/on型磷光探针。NAC-Mn:ZnS QDs的磷光能够被钴离子有效地猝灭,这种猝灭作用归因于钴离子吸附在NAC-Mn:ZnS QDs表面,从而抑制了量子点的空穴和电子的重组。钴离子吸附的NAC-Mn:ZnS QDs的磷光由于钴离子与组氨酸的键合而被恢复。详细研究了NAC-Mn:ZnS QDs的磷光被猝灭和恢复的过程。合成的NAC-Mn:ZnSQDs为基础的磷光探针用于组氨酸的检测,检测的线性范围为1.25μM-30.00 μM,检出限为0.74μM。人体尿样中的组氨酸可以成功地用构建的NAC-Mn:ZnS QDs磷光探针检测,回收率是98.50%—103.00%。第六章：制备和表征了对铜离子敏感的N-乙酰-L-半胱氨酸修饰的锰掺杂的硫化锌/硫化锌核壳量子点(NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs) 。 NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs的磷光强度随着Cu2+离子浓度的增加被强烈地猝灭,基于此,构建了检测痕量铜离子的NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs磷光探针。在优化的实验条件下,NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs探针对Cu2+检测的线性范围为000 M-10.00×10-6M,检出限和相对标准偏差分别为8.97nM和2.8%。这种磷光探针对铜离子比对常见的其它金属离子具有更好的选择性。通过磷光衰减实验初步探讨了掺杂核壳量子点与铜离子相互作用可能的猝灭机制。这种磷光探针用于环境水样中微量铜离子的测定,其回收率在98.60%—102.00%。
【关键词】：掺杂量子点 磷光探针 离子 小分子
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 中文摘要12-14
• ABSTRACT14-18
• 第一章 绪论18-42
• 1.1 量子点概述18-20
• 1.1.1 量子点的组成18-19
• 1.1.2 量子点的发光特性19-20
• 1.2 掺杂量子点概述20-23
• 1.2.1 掺杂类型20
• 1.2.2 掺杂的优势20-21
• 1.2.3 掺杂量子点的发光机理21-23
• 1.3 掺杂量子点的合成23-25
• 1.3.1 水相合成法23-24
• 1.3.2 反相胶束法24
• 1.3.3 有机相合成法24-25
• 1.4 掺杂量子点在化学和生物传感中的应用研究25-39
• 1.4.1 荧光或磷光传感25-34
• 1.4.2 电化学发光传感34-35
• 1.4.3 化学发光传感35
• 1.4.4 多通道传感35-36
• 1.4.5 生物成像36-38
• 1.4.6 其它应用38-39
• 1.5 论文的研究意义、主要内容和创新点39-42
• 1.5.1 研究背景及意义39-40
• 1.5.2 主要内容和创新点40-42
• 第二章 Mn掺杂ZnS量子点探针测定钴离子的研究42-56
• 2.1 引言42-43
• 2.2 实验部分43-45
• 2.2.1 试剂与仪器43
• 2.2.2 NAC修饰Mn掺杂ZnS量子点的合成43-44
• 2.2.3 NAC修饰Mn掺杂ZnS量子点的表征44
• 2.2.4 磷光猝灭测定Co~(2+)44-45
• 2.2.5 时间分辨磷光衰减的测定45
• 2.2.6 水样的处理和分析45
• 2.3 结果与讨论45-55
• 2.3.1 NAC修饰的锰掺杂的硫化锌量子点的表征45-49
• 2.3.2 磷光检测钴离子的分析特性49-50
• 2.3.3 掺杂量子点的磷光传感体系的选择性50-51
• 2.3.4 磷光猝灭机理探讨51-55
• 2.3.5 磷光探针测定钴离子的分析应用55
• 2.4 结论55-56
• 第三章 Mn掺杂ZnS量子点磷光猝灭法检测儿茶素的研究56-70
• 3.1 引言56-57
• 3.2 实验部分57-59
• 3.2.1 试剂与仪器57-58
• 3.2.2 NAC修饰Mn掺杂ZnS量子点的合成58
• 3.2.3 NAC修饰Mn掺杂ZnS量子点的表征58
• 3.2.4 儿茶素的测定方法58
• 3.2.5 时间分辨磷光衰减的测定58-59
• 3.2.6 生物体液的预处理59
• 3.3 结果与讨论59-68
• 3.3.1 NAC-Mn：ZnS QDs的表征59
• 3.3.2 测定儿茶素实验条件的的优化59-60
• 3.3.3 儿茶素对NAC修饰Mn掺杂ZnS量子点磷光光谱的影响60-63
• 3.3.4 分析方法的选择性63
• 3.3.5 猝灭过程探讨63-68
• 3.3.6 实际样品分析68
• 3.4 结论68-70
• 第四章 两种配体修饰的Mn掺杂ZnS量子点对生物体液中L-抗坏血酸磷光传感研究70-90
• 4.1 引言70-71
• 4.2 实验部分71-73
• 4.2.1 试剂与仪器71-72
• 4.2.2 L-Cys(NAC)修饰的Mn：ZnS QDs合成72-73
• 4.2.3 Mn：ZnS QDs的表征73
• 4.2.4 L-抗坏血酸对Mn：ZnS QDs磷光影响的测定73
• 4.2.5 时间分辨磷光衰减的测定73
• 4.2.6 尿样的制备73
• 4.3 结果与讨论73-86
• 4.3.1 锰掺杂的硫化锌量子点的表征73-76
• 4.3.2 L-抗坏血酸磷光检测条件的优化76-77
• 4.3.3 抗坏血酸的磷光猝灭作用77-78
• 4.3.4 猝灭机理探讨78-85
• 4.3.5 共存物质干扰85
• 4.3.6 尿液中抗坏血酸的测定85-86
• 4.4 结论86-90
• 第五章 Mn掺杂ZnS量子点检测组氨酸磷光开关传感体系的研究90-106
• 5.1 引言90-91
• 5.2 实验部分91-92
• 5.2.1 试剂与仪器91-92
• 5.2.2 NAC修饰Mn掺杂ZnS量子点的合成和表征92
• 5.2.3 组氨酸的检测方法92
• 5.2.4 时间分辨磷光的测定92
• 5.2.5 尿样的处理92
• 5.3 结果与讨论92-103
• 5.3.1 NAC-Mn：ZnS QDs的表征92
• 5.3.2 Co~(2+)对Mn：ZnS QDs磷光猝灭及组氨酸对Co~(2+)修饰的Mn：ZnS QDs磷光恢复92-97
• 5.3.3 组氨酸对Co~(2+)-NAC-Mn：ZnS QDs的磷光恢复条件的优化97-100
• 5.3.4 组氨酸测定的分析特性100-101
• 5.3.5 分析方法的选择性101-103
• 5.3.6 生物体液样品分析103
• 5.4 结论103-106
• 第六章 Mn掺杂ZnS/ZnS核壳量子点磷光猝灭法测定铜离子106-122
• 6.1 引言106-107
• 6.2 实验部分107-110
• 6.2.1 试剂与仪器107-108
• 6.2.2 NAC修饰Mn掺杂ZnS/ZnS量子点的合成108-109
• 6.2.3 NAC修饰Mn掺杂ZnS/ZnS量子点的表征109
• 6.2.4 Cu~(2)+的磷光检测方法109
• 6.2.5 水样的预处理109-110
• 6.3 结果与讨论110-121
• 6.3.1 NAC修饰的锰掺杂的ZnS/ZnS核壳量子点的表征110-112
• 6.3.2 Cu~(2+)检测体系的优化112-115
• 6.3.3 Cu~(2+)对掺杂核壳ZnS量子点磷光猝灭的研究115-117
• 6.3.4 掺杂核壳ZnS量子点对Cu~(2+)选择性117-118
• 6.3.5 猝灭机理的初步探讨118-121
• 6.3.6 实际水样的分析应用121
• 6.4 结论121-122
• 总结与展望122-124
• 参考文献124-148
• 博士期间取得的研究成果148-150
• 致谢150-152
• 个人简介及联系方式152-154
• 承诺书154-156

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 季雷华;高素莲;张斌;;量子点的合成、毒理学及其应用[J];环境化学;2008年05期

2 王富;刘春艳;;发光碳量子点的合成及应用[J];影像科学与光化学;2011年04期

3 伊魁宇;王猛;邵明云;;量子点作为离子探针的分析应用[J];广州化工;2012年11期

4 罗慧;李曦;方婷婷;刘鹏;;量子点的毒性研究进展[J];材料导报;2013年19期

5 田瑞雪;武玲玲;赵清;胡胜亮;杨金龙;;碳量子点的氨基化及其对发光性能的影响[J];化工新型材料;2014年01期

6 ;“量子点”晶体将推动部分物理工艺的进步[J];光机电信息;2002年10期

7 徐万帮;汪勇先;许荣辉;尹端l，

本文编号：643556