聚甲基丙烯酸单层保护金纳米粒子的制备及pH响应性聚集

通过可逆断裂链转移加成聚合,制备了单分散的聚甲基丙烯酸叔丁酯,并一步水解获得了具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸(PMAA).在还原氯金酸为金纳米粒子的同时,利用硫醇端基与金纳米粒子(GNPs)的耦合作用,一步获得了聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子.通过紫外光谱和透射电镜表征证实,金纳米粒子为单分散的球型颗粒,在水溶液中具有长期稳定性.聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子的光学性质和聚集状态,具有明显的pH响应性.在酸性条件下,由于PMAA被质子化发生疏水性转变,聚合物链收缩聚集,促使金纳米粒子之间互相靠近并聚集,其表面等离子共振吸收峰发生红移.从酸性调节为碱性后,(PMAA-@-GNPs)能重新分散,吸收峰发生蓝移.在多次循环后,溶液的光学信号能可逆互变且变化不大.     

聚甲基丙烯酸单层修饰金纳米粒子的制备及pH响应性催化

采用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合制备了具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA),通过其水解得到具有pH刺激响应的聚甲基丙烯酸(PMAA)。利用硫醇端基与金之间的强耦合作用获得了聚甲基丙烯酸单层修饰的金纳米粒子(PMAA-GNPs)催化体系。利用UV-Vis光谱和透射电子显微镜(TEM)研究了PMAA-GNPs催化剂在不同pH值下的分散状态。以NaBH4还原对硝基苯酚的反应,验证了此催化体系的pH响应性。结果表明,调节体系的pH值为酸性,PMAA塌缩和包覆在金纳米粒子(GNPs)的表面,引起GNPs的聚集,从而降低了催化效率。反之,在碱性环境中,在PMAA链的排斥作用下,GNPs能较好的分散,提高催化效率。     

基于金纳米簇探针的荧光猝灭检测铁离子

以D-色氨酸为保护剂和还原剂, 采用水热法快速制备了具有强荧光的金纳米簇(D-Trp@AuNCs); 以其作为荧光探针, 建立了基于荧光猝灭的选择性高灵敏检测Fe³⁺的传感方法. 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和红外光谱(IR)等手段对制备的金纳米簇进行了表征, 并利用荧光光谱研究了D-Trp@AuNCs的荧光性能. 结果表明, D-Trp@AuNCs具有较好的生物相容性, 其最大激发波长为370 nm, 最大发射波长为460 nm; 向金纳米簇溶液中加入Fe³⁺后, D-Trp@AuNCs的荧光发生明显猝灭, 其猝灭程度与Fe³⁺的浓度在0.3~500.0 μmol/L范围内呈现良好的线性关系, 检出限为33.1 nmol/L(S/N=3). 将该荧光探针用于实际水样中Fe³⁺的检测, 回收率为86.6%~106.5%.     

室温下快速合成超小Fe3+掺杂BiF3纳米粒子

室温下快速合成了Fe³⁺掺杂的BiF₃超小纳米粒子,只需要反应1 min,较小的Fe³⁺离子即可替代BiF₃晶格中较大的Bi³⁺离子.随着Fe³⁺掺杂量的增加,BiF₃：Fe³⁺纳米粒子的粒径不断减小,当Fe³⁺的掺杂量达到0.119时,可以得到尺寸约为6.9 nm的Fe³⁺掺杂BiF₃超小纳米粒子.此外,Fe³⁺离子的掺杂使BiF₃：Fe³⁺-x样品的能带结构发生了显著变化.制备的Fe³⁺掺杂BiF₃超小纳米粒子在光催化剂和荧光材料方面具有潜在的应用价值.     

DNA/银纳米簇荧光探针在检测Pb2+中的应用

基于DNA/银纳米簇的荧光特性报道了一种简单、灵敏、高选择性的荧光方法检测Pb²⁺.以茎部为富G结构,环状部分为聚C结构的发夹型DNA为模板合成具有稳定荧光的银纳米簇.当加入Pb²⁺后,发夹型DNA在Pb²⁺诱导下形成G-四链体结构,破坏了发夹型DNA的构型,极大地影响了合成银纳米簇的模板结构,导致银纳米簇的荧光强度降低.Pb²⁺存在和不存在时所产生荧光强度的差异与发夹型DNA的碱基序列和茎部配对碱基数有关.依据这一现象,在优化DNA碱基序列和茎部配对碱基数的基础上,可实现100 μmol/L至100 nmol/L范围内对Pb²⁺的定量检测,检出限为10 nmol/L.该方法对Pb²⁺的检测具有较好的选择性,并可应用于实际水样中Pb²⁺的检测.检测结果与原子吸收光谱进行比对,显示出较好的一致性.     

热剥离法制备石墨烯纳米片对Pb2+和Cd2+的吸附

石墨粉氧化后,在氮气气氛下,快速高温剥离制得石墨烯纳米片。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼(Raman)光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和氮气吸附-脱附等分析手段对石墨烯样品进行了表征。这些分析测试结果显示:石墨烯样品主要由很薄的1-4层石墨组成,呈褶皱状态,比表面积为628.5 m²·g^-1。研究了石墨烯吸附水溶液中的Pb²⁺和Cd²⁺的pH值、吸附时间、吸附温度和金属离子初始浓度等影响因素, Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为460.20和72.39 mg·g^-1。结果表明,热剥离法制得的高质量石墨烯纳米片可以作为一种高效的从水中去除Pb²⁺和Cd²⁺的吸附材料。     

基于RGO-Au-ZIF-8复合材料的电化学传感器制备及其在铅离子和铜离子同时检测中的应用

金属有机骨架（MOFs）材料因其结构和组成特点在重金属离子的吸附和预富集方面表现出独特优势,在重金属离子的光学传感方面显示出极大的应用潜力,但其导电性较差,这大大限制了其在电化学传感领域的应用.制备了一种功能化的金属有机骨架复合材料——热还原氧化石墨烯-金-沸石咪唑酯骨架材料（RGO-Au-ZIF-8）.该复合材料具有较本体MOF显著改善的电化学性质,利用其构建电化学传感平台实现了对水相溶液中铅离子（Pb²⁺）和铜离子（Cu²⁺）的同时灵敏检测.借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱法和各种电化学技术对所制备材料及其修饰电极的形貌、结构和电化学特性进行了表征.采用阳极溶出伏安法（DPASV）对水相溶液中的Pb²⁺和Cu²⁺进行检测,并对检测溶液pH、沉积时间和沉积电位等实验参数进行了优化.在最优化条件下,该传感平台对Pb²⁺和Cu²⁺的检测线性浓度范围分别为0.005～10（Pb²⁺）和0.01～10（Cu²⁺）μmol·L^-1,检测限为2.6×10^-9（Pb²⁺）和7.8×10^-9（Cu²⁺） mol·L^-1.此外,还对该传感平台的选择性、重现性和稳定性进行了考察,并进行了实际水样中Pb²⁺和Cu²⁺的回收实验.该工作为重金属离子的同时、快速且灵敏的检测提供了一种新的平台,并大大拓展了MOFs材料的电化学应用.     

金属离子在冠醚化合物为载体的液膜体系中传输的研究

液膜分离是近年才发展起来的一种新分离技术^[1]。早在1968年Tosteson^[2]就已观察到冠醚化合物在人造膜中对K⁺、Na⁺离子的选择性与天然大环化合物在细胞膜中的作用具有共同之处。Cussler^[3]曾测定了DB-18-C-6为载体的液膜中一些金属离子的传输通量。Lamb^[4]比较了以DB-18-C-6、DT-18-C-6及DKP-18-C-6为载体的氯仿液膜中Pb²⁺/Na⁺、Pb²⁺/Ca²⁺、Pb²⁺/Fe³⁺、Pb²⁺/Zn²⁺的选择比。     

金纳米粒子杂化超分子水凝胶的制备与性能

在制备水溶性硫辛酸酯封端的甲氧基聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物(MPEG-PCL-ALA)单层包覆金纳米粒子的基础上, 在水溶液中, 利用α-环糊精(α-CD)与单层包覆金纳米粒子的包合作用构建杂化超分子水凝胶. 透射电子显微(TEM)照片显示, 金纳米粒子的尺寸为6～8 nm. X射线衍射测试表明, 所制备的水凝胶中含有α-环糊精与MPEG-PCL嵌段共聚物包合形成的多聚准轮烷的特征衍射峰(2θ＝19.7°). 紫外-可见吸收光谱显示, 单层包覆金纳米粒子的水溶液及其与α-CD包合形成的水凝胶在525 nm处均出现表面等离子共振吸收峰, 单层包覆金纳米粒子溶液存放3个月后, 其表面等离子共振吸收峰未发生明显红移, 表明单层包覆金纳米粒子的水溶液具有较好的稳定性.     

荧光素-层状双金属氢氧化物复合体的发光性能及对Fe3+的荧光识别

采用离子交换法合成了FLN/OS-LDH复合体(FLN: 荧光素, OS: 1-辛烷磺酸钠, LDH: 镁铝型层状双金属氢氧化物), 并研究了其光致发光和对Fe³⁺的识别性能. 固态时, FLN不发光, 而FLN/OS-LDH复合体呈黄绿色荧光(发射波长为565 nm), 是荧光素(FLN)的特征发射光. 在甲酰胺(FM)中可将该复合体方便剥离为胶状悬浮液, 其发射波长发生蓝移, 为绿光发射(531 nm). 研究了复合体剥离液对金属离子的荧光识别特性, 发现其对Fe³⁺的选择性识别能力很强, 远优于其它离子(Mg²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺和Hg²⁺). 该复合体与Fe³⁺结合发生荧光猝灭现象, 可将其用作检测Fe³⁺的荧光传感器. Fe³⁺检测限为1.27×10^-7 mol/L, 猝灭常数(K_sv)为3.44×10² L/mol.     

A Novel Coumarin-based Fluorescence Chemosensor for Fe^3＋

A novel coumarin derivative[7-diethylamino-2-oxo-2H-chromene-3-carboxylic acid（6-amino-pyridin2-yl）-amide,CFe1] has been synthesized and its potential application as a chemosensor for the detection of metal ions has been further investigated.The responses of CFe1 to Fe^3＋ were studied by fluorescence emission spectrometry in the presence of other metal ions such as Al^3＋,Ba^2＋,Ca^2＋,Co^3＋,Cr^3＋,Cu^2＋,Fe^2＋,Hg^2＋,Mg^2＋,Mn^2＋,Na^＋,Ni^＋,Pb^2＋,Zn^2＋,K^＋,and Ag^＋.CFe1 showed a good selectivity for Fe^3＋ with fast response,a wide pH span of 3.3-9.18,and a large Stocks shift.CFe1 in the presence of Fe^3＋ and ethylene diamine tetraacetic acid（EDTA） makes the blue solution fade to colorless,which is due to the formation of CFe1-Fe^3＋ complex instead of any catalytic action of Fe^3＋.Furthermore,the imaging of Fe^3＋ in cultured single mice microglia cells was realized with the aid of CFe1,indicating that CFe1 has a great potential to be used as promising models for the future design of novel and robust chemosensor for metal ion detection in the field of biomedical and environmental analyses.     

T(4-TAP)P柱内衍生流动注射在线预富集ICP-AES及其在痕量分析中的应用

首次以meso-四(4-氨基苯基)卟啉为衍生化试剂,使其负载于碳硅凝胶填充材料上,在优化的实验条件下,于pH9.24的NH₃·H₂0/NH₄Cl缓冲介质中实现金属离子Cu²⁺、Mn²⁺、Pb²⁺、Fe²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺的在线富集分离和ICP-AES测定.考察了影响在线预富集的各种因素,富集倍数可达6～57.8倍.检出限为ng/mL级,分析速率为6次/h.此法用于生物试样分析,结果满意.     

A New Tetrasubstituted Imidazole Based Difunctional Probe for UV-spectrophotometric and Fluorometric Detecting of Fe3+ Ion in Aqueous Solution

Two new compounds,4-(2-bromophenxl-4,5-diphenyl-imidazol-1-yl)ani 1 ine(probe 1)and 4-[2,4,5-tris(4-bromopheny1)-1H-imidazol-1-y1]aniline(probe 2),were synthesized via a soft and high-efficiency one-pot microwave-assisted method under solvent-free conditions.Their sensing to different metal ions was detected by UV spectrophotometry and fluorescence spectrometry.Probe 2 revealed highly selective and sensitive UV and fluorescence response to Fe^3+ion.Upon the addition of Fe^3+ion,probe 2 showed obvious color change of the solution,conspicuous absorbance enhancement and relatively quick fluorescence quenching.The detection limit for Fe^3+ion was respectively calculated to be 0.72μmol/L(fluorescent detection)and 0.48μmol/L(UV-spectnim detection).Also,probe 2 was bound by Fe^3+ion to tonn a 1:1 complex.Moreover,preliminary application of probe 2 tor detecting Fe^3+ion in aqueous solution was attempted,and satisfying results were obtained.     

四甲基联苯胺显色光度法测定过氧化氢酶活性

基于Fe²⁺-H₂O₂-四甲基联苯胺(tetramethylbenzidine,TMB)显色体系测定过氧化氢酶(CAT)活性。在Fe ²⁺催化作用下过氧化氢与四甲基联苯胺发生显色反应。加入CAT后,A值减小,显然CAT对显色反应具有阻抑作用。在优化实验条件下,CAT活性在0.00~0.10 U·mL^-1之间与△A呈现良好的线性关系:△A=0.0348+19.19 E(U·mL^-1)(r=0.9977),检出限为0.0016 U·mL^-1。采用酶失活样品液作空白,可有效排除样品共存还原性物质的干扰;方法用于健康人体血清CAT活性检测,为广大临床检验工作者提供参考。     

基于硫代黄素T诱导G-四联体构成的生物传感器检测铅离子

硫代黄素T(ThT)荧光分子在自由状态下荧光强度很弱, 通过在Tris-HCl缓冲液中加入Pb²⁺的适配体即富含G的DNA序列, 可与ThT荧光分子形成G-四联体结构, 使荧光信号迅速增强; 向溶液中加入Pb²⁺, Pb²⁺与其适配体有很好的结合特异性, 可生成更牢固的G-四联体结构, 使ThT分子被释放出来, 导致溶液的荧光强度降低, 基于此可检测溶液中的Pb²⁺离子. 实验中优化了缓冲溶液组成、 ThT荧光分子浓度、 Pb²⁺适配体浓度及反应时间等条件. 结果表明, 在10 mmol/L Tris-HCl(pH=8.3, 含2 mmol/L MgCl₂)缓冲溶液中, ThT荧光分子和Pb²⁺适配体的浓度分别为10 μmol/L和200 nmol/L, 反应10 min时, 随着溶液中Pb ²⁺浓度的增加, 荧光强度减弱. Pb²⁺浓度在20~1000 nmol/L范围内时, 荧光强度与Pb²⁺的浓度呈现良好的线性关系(R²=0.9941), 检出限为1 nmol/L. 实际水样测试结果表明, 该方法的回收率在98.8%~101.3%之间. 该传感器灵敏、 快速、 无需化学修饰荧光分子且成本低.     

Determination of labile Cu(2+) in fresh waters by chemiluminescence: interference by iron and other cations

Analysis of labile Cu²⁺ in fresh waters using the Cu²⁺-catalysed oxidation of 1,10-phenanthroline by superoxide anion radical has been investigated. It was found that certain metal ions, notably Fe³⁺, Fe²⁺ and Pb²⁺ enhance the chemiluminescence (CL) intensity of this reaction by up to an order of magnitude when present in the μM concentration range. This enhancement is considered to arise through coordination of the metal ion to 1,10-phenanthroline, which prevents free rotation of the benzene rings in the excited state intermediate thought to be responsible for light emission. This introduces a potential interference when analyzing fresh waters, which usually contain Fe³⁺ concentrations of this magnitude. However, the enhancement effect saturates at about 4 μM Fe³⁺, so that reliable results can be obtained if the water sample is supplemented with Fe³⁺ to reach this level. Application of the enhanced technique to a river water, and a reservoir to which CuSO₄ had been added to control algal growth, are described. In both cases, only a small fraction of total dissolved Cu²⁺ is labile with respect to the chemiluminesence method.     

A Highly Selective Fluorescent Chemosensor for Cu2+

A new Zn²⁺ probe L2-Zn(L2=naphthofuran carbonylhydrazone derivant) was synthesized as a fluorescence chemosensor for Cu²⁺, by which Cu²⁺ ion could be detected with high selectivity and sensitivity in a wide pH range via a displacement “turn-off” signaling strategy. Whereas the coordination between Zn²⁺ and L2 resulted in a considerable enhancement of typical luminescence of a naphthalofuran group in complex L2-Zn, the addition of Cu²⁺ ion led to a dramatic decrease in the emission intensity of probe L2-Zn at about 503 nm(excitation at 423 nm). The competitive fluorescent experiments showed that other metal ions, such as Hg²⁺, Fe³⁺, Ag⁺, Ca²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺ and Mg²⁺ could not impact the detection of Cu²⁺. The detection limit of the novel probe L2-Zn for Cu²⁺ ion was as low as 2.3×10^-7 mol/L, which is far lower than the guideline value of 1.6×10^-5 mol/L of the United States Environmental Protection Agency.     

以9-蒽醛为荧光基团的吡唑啉衍生物荧光探针对Fe3+和Cu2+的检测

以9-蒽醛为荧光基团,吗啉环和吡唑环为识别基团,合成了一种新型荧光探针1,5-二苯基-3-(10-(吗啉甲基)蒽-2-基)吡唑啉(PMAP),利用1H NMR、13C NMR和单晶衍射表征其结构,通过荧光发射光谱和紫外可见吸收光谱研究其离子识别性能。结果表明,探针PMAP对Fe³⁺、Cu²⁺具有良好的识别效果,荧光量子产率分别从0.14降到0.05和0.04,溶液颜色从淡黄色变为蓝色。PMAP与Fe³⁺/Cu²⁺以1∶1的化学计量比形成配合物,检测限约为1μmol·L^-1。同时,干扰实验表明PMAP具有良好的抗干扰性能。在实际样品中的应用表明,PMAP传感器能有效地检测实际水样中的Cu²⁺和Fe³⁺。另外,根据Fe³⁺、Cu²⁺和H+不同组合时PMAP的量子产率构建了分子水平上的三输入NOR逻辑门电路。     

含蒽双三联吡啶化合物的合成及其对金属离子的荧光识别性能

以蒽,醋酸,溴化氢,1,3,5-三聚甲醛,N,N,N-三甲基-1-十四烷基溴化铵,双(2-吡啶基甲基)胺,三乙胺等为原料,合成了含蒽的双三联吡啶化合物,其结构经¹H NMR、 ¹³C NMR和HR-MS表征。目标产物中含有双三联吡啶结构,可以与金属离子之间具有较强的螯合作用,从而改变原来目标化合物的光学性质,尤其是其荧光性能。实验结果表明：体系中随着Zn²⁺、Ag⁺和Mn²⁺浓度不断增大,含蒽双三联化合物荧光强度不断增强;Cu²⁺、Co²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Na⁺、Fe³⁺、Ni²⁺均随着浓度的增大,含蒽双三联化合物荧光强度不断减弱。在此基础上,运用荧光光谱法能高灵敏度的检测痕量金属离子。