基于Cu2+和双环己酮草酰二腙的比色免疫分析用于测定癌胚抗原

基于Cu²⁺与双环己酮草酰二腙(BCO)的显色体系构建比色免疫传感器，并用于癌胚抗原(CEA)定量分析，满足临床检测肿瘤的要求。在磁珠表面通过抗原抗体之间的特异性结合，构建三明治型免疫复合物，通过CuO与抗体的结合实现信号转导。酸性条件下CuO可被分解为Cu²⁺, Cu²⁺与BCO在弱碱性条件下发生络合，溶液由无色变为蓝色，且溶液吸光度值与CEA浓度的对数呈线性正相关。最佳条件下，该免疫分析法的线性检测范围为0.1～40 ng/mL，检出限为0.02 ng/mL。     

基于碳点的荧光纳米开关灵敏检测Cu(Ⅱ)离子和焦磷酸盐

利用羟基与氨基在高温条件下反应,不断聚合生成碳点（CDs）,该碳点可发射不依赖激发波长的明亮的红色荧光.将CDs作为目标敏感荧光团时,发现Cu²⁺可特异性猝灭碳点的荧光,而焦磷酸盐（PPi）可在一定程度上恢复上述体系的荧光.其中,Cu²⁺对CDs的荧光猝灭是由于Cu²⁺与CDs发生络合反应,从而发生静态猝灭过程;而加入PPi之后,由于它与CDs的结合能力更强,因此Cu²⁺离开CDs的表面,体系的荧光得以恢复.在此基础上构建了一种高选择性、高灵敏度的off-on荧光纳米开关传感体系,分别用于Cu²⁺和PPi的定量检测,检出限分别达2.14 μmol/L和1.85 μmol/L.该传感体系可应用于实际样品检测,拓宽了荧光CDs的传感应用,为其在生物体内目标分子的检测提供了可能性.     

铜离子介导的草甘膦荧光传感器的构建及应用

以7-二乙氨基香豆素为荧光基团，设计并合成了一种香豆素酰腙类荧光探针CPS。研究结果表明，在甲醇溶液中，探针CPS对Cu²⁺呈特异性的荧光猝灭响应，且与Cu²⁺形成分子比为2∶1的络合物CPS-Cu²⁺。此络合物作为荧光传感器实现了草甘膦的特异性识别，具有较高的灵敏度，检出限可低至64.8 nmol/L (10.95 ng/mL)。通过Job′s plot曲线、摩尔比法及质谱等手段，推测了荧光传感器检测草甘膦的作用机制。实际水样的加标回收实验证明了此荧光传感器检测草甘膦具有良好的实用性。     

氮硫掺杂碳点的制备及检测铜离子

以柠檬酸为碳源,通过水热合成制备N、S掺杂的蓝色荧光碳点（NS-CDs）,用于实际样品中铜离子检测。采用高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射光谱、红外吸收光谱、X射线光电子能谱、荧光光谱对其结构、组成和光学性质进行表征。结果表明,NS-CDs分散性好,尺寸分布在0.6~2.2 nm之间,具有无定形碳的结构;碳点表面含有羟基、羧基、酰胺等官能团,C、N、O和S元素质量分数别为54.01%、24.49%、19.39%及2.11%;该碳点具有良好的耐盐性、pH稳定性、光稳定性,其荧光量子产率为25%。基于Cu²⁺离子与碳点表面多个官能团发生相互作用形成聚集的网络结构,导致荧光猝灭的现象,建立了检测Cu²⁺的荧光分析新方法,本方法对Cu²⁺离子具有良好的选择性和较高的灵敏度,在0.2~10、10~50和50~100 μmol/L范围均有良好的线性响应,检出限为41 nmol/L（S/N=3）满足《土壤环境质量标准》对土壤中Cu²⁺检测国家标准的要求（6.25 mmol/L）。测定了实际土壤中Cu²⁺的含量,检测结果为2.55 μmol/L,加标回收率在104.9%～105.6%之间,实现了Cu²⁺的快速、灵敏、高选择性检测。     

一种基于多羧基荧光共轭聚电解质的氨基酸检测新方法

基于多羧基荧光共轭聚电解质PPE-(COOK)₄, 发展了一种检测半胱氨酸(Cys)和组氨酸(His)的简便方法. 该方法以PPE-(COOK)₄与Cu²⁺所构成的猝灭体系为基础, 当体系中存在半胱氨酸或组氨酸时, PPE-(COOK)₄/Cu²⁺体系的荧光恢复, 从而实现对上述氨基酸的测定. 由于PPE-(COOK)₄具有类似四乙酸乙二胺(EDTA)的螯状侧链结构, 使其在磷酸盐缓冲液(PBS, 10 mmol/L, pH=7.4)中对Cu²⁺具有超高的灵敏度和选择性, 因此可以借助各种金属掩蔽离子来提高氨基酸检测的特异性. 实验结果表明, 在PPE-(COOK)₄/Cu²⁺体系中引入Ni²⁺或Hg²⁺后, 可分别实现对半胱氨酸和组氨酸的特异性检测, 线性范围分别为1~5和0.5~2.5 μmol/L, 检出限分别为0.15和0.04 μmol/L.     

蛋白胨碳量子点“关-开”型荧光探针检测食品中草酸

采用水热法,使用碳源蛋白胨制得荧光碳量子点（CQDs）。使用透射电镜、X射线光电子能谱（XPS）和红外光谱对其进行了表征。该CQDs溶液的荧光能够被Cu²⁺猝灭,草酸能够使CQDs的荧光恢复。据此建立了碳量子点“关-开”型荧光探针测定草酸的新方法。荧光恢复程度与草酸浓度在8～65μg/mL范围内呈线性关系,检出限为1.8μg/mL。通过紫外光谱、荧光光谱和荧光寿命探究了CQDs对草酸的荧光响应机理。Cu²⁺能够对CQDs的荧光产生动态猝灭,C₂O₄^2-与Cu²⁺结合,减少了溶液中游离的Cu²⁺,导致CQDs的荧光恢复。该方法可用于实际样品西红柿和圣女果中草酸的分析检测。     

基于铜离子修饰金纳米簇“关-开”型荧光探针检测多巴胺

以11-巯基十一烷酸(11-MUA)为还原剂和保护剂,通过一步水热法合成了具有强烈荧光的水溶性金纳米簇(AuNCs),基于Cu~(2+)修饰的AuNCs@11-MUA构建了"关-开"型荧光探针用于多巴胺(DA)的选择性、高灵敏检测.向AuNCs@11-MUA溶液中加入Cu~(2+)离子后,AuNCs@11-MUA的荧光发生猝灭,体系的荧光信号处于"关闭"状态.在DA存在下,由于DA与Cu~(2+)具有更强的结合力,形成比Cu~(2+)/AuNCs@11-MUA复合体更稳定的络合物,可将Cu~(2+)从AuNCs@11-MUA表面移除下来,从而使其荧光得以恢复,体系的荧光信号呈"打开"状态.AuNCs@11-MUA探针的荧光恢复程度与DA的浓度在2.0×10~(-7)~5.0×10~(-5)mol/L范围呈良好的线性关系,检出限为8.0×10~(-8)mol/L(S/N=3).将该探针应用于人血清和尿液中DA的检测,回收率为93.2%~97.3%,相对标准偏差RSD4.08%,表明该方法可应用于人体内多巴胺的检测.     

基于菲并咪唑的ON⁃OFF⁃ON双比色荧光探针及细胞成像

设计合成了对称型菲并咪唑荧光探针PIP-ph-PIP, 并对其结构进行了表征和确认. 随着探针溶液中水体积分数的增加, 探针的聚集程度逐渐增加, 荧光强度先增强后猝灭. 荧光光谱测试结果表明, 在水相体系中探针PIP-ph-PIP能以ON-OFF-ON的方式分别对Ag⁺和SCN^-, Cu²⁺和PO³₄ ^-进行连续识别, 且连续识别效果可通过裸眼比色观察, 其中对Ag⁺识别具有超低检出限(6.1 nmol/L). 结果表明, 探针PIP-ph-PIP可应用于活体HeLa细胞中Ag⁺和Cu²⁺的定性分析及实际水样中Ag⁺和Cu²⁺的定量检测.     

基于姜黄素负载的上转换纳米传感体系测定生物样品中的铜离子

通过高温共沉淀法制备了发光效率高、形貌规则、粒径均一的上转换纳米粒子；采用反相微乳法合成二氧化硅壳层(SiO₂)，实现上转换纳米粒子从油相到水相的转移；将介孔二氧化硅壳层(mSiO₂)包覆在上转换纳米粒子表面，荧光响应分子姜黄素被负载在m SiO₂的孔道中。基于荧光共振能量转移的原理，构建“Turn on”纳米传感体系，并用于Cu²⁺的检测，检测线性范围为10～50μmol/L，检出限为0.5μmol/L。本方法可实现大鼠血清样品中Cu²⁺的检测。     

咔唑-二氨基马来腈类荧光探针的合成及对Cu2+和ClO-的检测

利用咔唑醛与二氨基马来腈合成了一种对Cu²⁺和ClO^-的响应的荧光探针分子CMN。探针分子与Cu²⁺作用后,紫外吸收光谱在394 nm处的吸光度迅速下降,颜色由黄色褪至无色;荧光光谱在452 nm处的发射峰迅速增强,出现明显的蓝色荧光。探针与ClO^-作用后,溶液发生褪色,并在375 nm和394 nm出现强荧光发射,发出淡蓝色荧光。CMN通过配位过程实现了对Cu²⁺的检测,其检测限为47μmol/L;CMN在ClO^-催化下亚胺键水解得到咔唑醛,实现了对ClO^-的检测,检测限3.06μmol/L。CMN可作为荧光检测试纸快速检测环境中的Cu²⁺和ClO^-。     

微波辅助快速制备氮掺杂碳点并用于铜的超灵敏检测

以葡萄糖作为碳前驱体,2-甲基咪唑作为氮源掺杂,以微波辅助法一步制备表面含有咪唑基团和氨基的氮掺杂碳点（N-CDs）,经过离心、过滤以及透析对所制备碳点进行提纯。采用高分辨透射电镜、红外、XRD、紫外和荧光等对其进行表征。结果显示,该碳点粒径均匀、荧光性能良好,且Cu²⁺可对N-CDs选择性的猝灭,在0～5μmol/L浓度范围内,其荧光猝灭程度与Cu²⁺的浓度呈现良好的线性关系,检出限为10 nmol/L。据此构建的荧光探针用于测定实际水样中的Cu²⁺,加标回收率为94.0%～98.5%。     

铜离子掺杂双金属纳米球免疫传感器检测前列腺特异性抗原

以比表面积大、结合位点多的金铂纳米球杂化二氧化锡石墨烯(GS-SnO₂@Au-Pt)修饰玻碳电极,作为传感平台固定捕获抗体(Ab₁),铜离子掺杂金银纳米球(Au-Ag@Cu²⁺)与检测抗体(Ab₂)结合作为免疫探针,构建夹心型电化学免疫传感器,并用于检测前列腺特异性抗原(PSA)。基于Cu²⁺和Cu⁺之间的电子转移,以及金银双金属协同效应增强检测信号,通过方波伏安法(SWV)检测,在0.25 V处获得尖锐信号峰。结果表明,该免疫传感器具有较宽的线性范围(1 fg/mL～10 ng/mL)和较低的检出限(0.34 fg/mL),在PSA临床检测中有潜在应用前景。     

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。     

基于牛血清白蛋白功能化金纳米棒的荧光探针测定Hg2+

建立了一种以牛血清白蛋白功能化的金纳米棒(BSA-Cys-GNRs)为荧光探针检测Hg²⁺的新方法。以半胱氨酸作为连接臂成功将牛血清白蛋白修饰在金纳米棒表面,通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱和荧光倒置显微镜等多种分析方法对材料进行表征。研究发现,在295nm波长光激发下,BSA-Cys-GNRs探针在338nm显示强荧光,而Hg²⁺能够有效地猝灭BSA-Cys-GNRs的荧光。对一系列影响猝灭效果的因素进行考察,得出pH 4.0、孵育时间5.0min为最佳检测条件。Mn²⁺、K⁺、Ni²⁺、Na⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Al³⁺和Zn²⁺对BSA-Cys-GNRs的荧光信号没有明显的影响。当Hg²⁺的浓度为0.04444~8.888μmol·L^-1时,荧光猝灭效率与Hg²⁺的浓度之间存在良好的线性关系,检测限为8.08nmol·L^-1。将该方法用于环境水样中Hg²⁺的检测,回收率为98.9%~105.0%。     

CuxO/rGO复合材料的制备及OER性能

利用氧化石墨烯(GO)的模板作用，通过喷雾热解法制备了Cu₂O/rGO，再通过空气氧化处理工艺对铜的价态进行调控，最后得到Cu_xO/rGO复合材料。使用SEM、XRD、TEM、电化学测试等手段对材料进行表征和测试。结果表明，Cu₂O/rGO具备良好的褶皱结构，在空气氛围中氧化处理后Cu⁺向Cu²⁺发生转变且褶皱形貌得到保留，并有Cu_xO颗粒负载在褶皱rGO表面。Cu-0.3-600-300-3的过电位由Cu-0.3-600的581 mV降低至442 mV,Tafel斜率为48.8 mV/dec，此时XPS结果为Cu⁺/Cu²⁺=0.41。这是因为rGO和Cu⁺与Cu²⁺之间产生协同效应，从而提高催化剂的电化学活性。     

荧光性自组装双层膜的制备及其性能研究

借助Au-S化学键的作用,在金基底上组装DL-半胱氨酸,利用DL-半胱氨酸与1-萘胺乙酸(NAA)的静电吸引作用在金表面间接组装荧光试剂NAA,从而构建了双层自组装膜NAA/Cys/Au.该自组装膜有较强的荧光信号,能被Cu²⁺猝灭,并具有较好的可逆再生性能,可用于超痕量铜离子的界面荧光测定,对Cu²⁺的检出下限为7.87×10^-11mol/L.同时采用电化学、荧光光谱及电子能谱等方法表征自组装膜的结构,并采用电化学阻抗谱技术和循环伏安法研究自组装膜在K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆]溶液中的电化学行为研究.结果表明,金表面组装的单层膜具有良好的“针孔”效应,组装上荧光试剂之后形成的无“针孔”缺陷的自组装双层膜对溶液与基底间的界面电子转移有强烈的阻碍作用.     

N,N-二甲基吡啶苯甲醛缩对二甲氨基苯甲酰腙的合成及对Cu2+的选择性识别

设计合成了可用于识别铜离子的化合物N,N-二甲基吡啶苯甲醛缩对二甲氨基苯甲酰腙(1), 通过¹H NMR, ¹³C NMR和MS等对其结构进行了表征; 采用荧光光谱和吸收光谱法研究了化合物1与金属离子间的相互作用. 结果表明, 化合物1对Cu²⁺ 呈现良好的选择性, Cu²⁺ 的加入使化合物1的荧光强度增强12.5倍, 加入其它金属离子如Fe³⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Li⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 和 Ag⁺, 仅引起化合物1荧光强度的微降. 采用双倒数线性回归拟合法计算可知, 化合物1与Cu²⁺ 形成了1: 1型强发光配合物, 结合常数为2.0×10⁷ L/mol.     

骨螺紫及其铜配合物与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱法、紫外光谱法和傅里叶红外光谱法(FTIR)研究了模拟生理条件下人血清白蛋白(HSA)与骨螺紫(Mx)及其铜配合物(Mx-Cu²⁺)的相互作用. 根据荧光猝灭数据, 二元体系与三元体系中的作用机制均为静态猝灭, 在Cu²⁺存在下, HSA与Mx之间的结合常数与结合位点数明显加大, 结合两个体系的紫外吸收光谱可知, 在三元体系中, Cu²⁺与Mx形成配合物后再与HSA发生作用; 根据Förster能量转移理论, 求得Mx及Mx-Cu²⁺与HSA上氨基酸残基间的距离分别为r=2.82 nm和r=2.53 nm, 三元体系能量转移效率E′大于二元体系E, 说明Cu²⁺在结合作用中可能起到了能量转移介质的作用; 对Δλ=60 nm时的同步荧光光谱的分析表明, 在Mx及Mx-Cu²⁺作用下, HSA色氨酸残基的微区构象发生了变化, 色氨酸残基所处环境的极性增加; 运用FTIR技术定量测定了HSA与Mx及Mx-Cu²⁺作用后二级结构的变化, 发现2个体系中HSA二级结构变化情况基本一致, α-螺旋结构明显减少约8%, β-折叠也减少约1%, 而β-转角和无规卷曲分别增加了约6%和4%. 说明对HSA二级结构造成影响的主要因素是Mx, 它与HSA的结合使蛋白质分子中的肽链部分展开, 二级结构从α-螺旋和β-折叠向β-转角和无规卷曲结构转变, 分子结构的松散程度增加.     

N-乙基咔唑-3-甲醛席夫碱荧光探针的合成及其检测Cu2+性质

以咔唑为原料,经过两步反应制备得到N-乙基咔唑-3-甲醛,其结构经X射线单晶衍射测定属于单斜晶系,空间群为P2₁/n。再以N-乙基咔唑-3-甲醛与1,3-二氨-2-丙醇为原料,设计、合成了一种新型双席夫碱荧光探针分子CMP。借助荧光光谱在体积比为6∶4的DMSO/H₂O缓冲溶液(Tris-HCl,p H=7.0)中研究了探针CMP对Cu²⁺的选择性识别。研究结果表明,探针CMP与Cu²⁺以1∶2的比例配位,结合常数为1.52×10⁵L·mol^-1,检出限为0.205μmol·L^-1。回收实验表明,探针分子CMP可应用于环境水样中Cu²⁺的检测。     

共价有机骨架材料修饰碳糊电极电化学检测铜离子

利用溶剂热反应合成共价有机骨架材料TpBD-COF，通过扫描电子显微镜和红外光谱表征其形貌和结构。按照一定比例将石墨粉、 TpBD-COF、离子液体(BPPF6)和石蜡油混合研磨，制备COF-2-BPPF6-CPE碳糊电极，采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)评估修饰电极的电化学性能。在pH 3.50的邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液中，Cu²⁺在修饰电极上有灵敏的电流响应。COF修饰碳糊电极对Cu²⁺有更高的峰电流，且峰电流与Cu²⁺浓度在1～200μmol/L呈线性关系(R2=0.9997)，检出限为0.13μmol/L。利用该修饰电极，采用标准加入法对水样中的Cu²⁺进行测定，回收率为100.6%～101.2%，表明其可用于检测水体中的Cu²⁺。