水热法一步合成氮掺杂碳点及其应用于Cu(Ⅱ)离子检测

采用水热法以聚乙烯亚胺为原料一步制备氮掺杂荧光碳点。紫外-可见吸收光谱、荧光光谱以及透射电镜显示,所制备的碳点荧光性能优异、分散性好、且无团聚现象。Cu(Ⅱ)对所得的碳点表现出选择性荧光猝灭效果,这种现象可用于Cu(Ⅱ)检测。在0.1 mol/L PBS溶液中,荧光碳点的荧光强度随着Cu(Ⅱ)浓度的增加逐渐减弱。该方法对Cu(Ⅱ)检测的线性范围为50~150 μmol/L,检出限为10 μmol/L。细胞毒性测试结果表明,不同浓度的碳点对细胞活性影响均较小,其细胞毒性低。以上结果说明该碳点能成功检测Cu(Ⅱ)且细胞毒性低,在生物传感方面有潜在应用价值。     

多肽荧光传感器检测铜离子

基于铜离子对罗丹明B标记的多肽的荧光猝灭作用, 构建了一种用于铜离子检测的荧光传感器. 利用共振光散射分析、 紫外-可见吸收光谱、 荧光寿命测试和圆二色光谱研究了铜离子检测的传感机理, 发现铜离子的加入诱导多肽结构发生变化而使罗丹明B荧光团彼此靠近, 从而导致铜离子与多肽之间发生聚集诱导荧光猝灭. 实验结果表明, 该传感器检测铜离子的线性范围为5×10^?4~1×10^?2 μmol/L和0.1~7 μmol/L, 检出限为0.29 nmol/L, 且拥有良好的选择性, 能用于湖水样品中铜离子的检测.     

基于对荧光铜纳米簇合成的抑制检测三聚氰胺

三聚氰胺能与铜离子(Cu2+)形成配合物,对荧光铜纳米簇的合成有明显抑制作用,且其抑制程度与三聚氰胺浓度在一定范围内呈线性关系.基于此构建了一种简单、快速检测三聚氰胺的方法.以聚T单链DNA为模板合成的铜纳米簇作为荧光探针,当三聚氰胺存在时,Cu2+与三聚氰胺生成配合物,阻碍铜纳米簇的合成,导致荧光强度降低.在优化的实验条件下,三聚氰胺浓度在5~120 μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.5 μmol/L,牛奶样品中三聚氰胺加标回收率为96.3%~104.4%.与传统纳米金/银、量子点等方法相比,本方法具有简单、快速、灵敏等优点.     

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。     

一种荧光探针检测水溶液中碘离子

本文选用无水柠檬酸和N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷,利用水热法制得碳量子点,此碳量子点发蓝光,激发波长和发射波长分别为370 nm、466 nm。由于碘的重原子效应和碘离子易于给出电子的能力,当碳量子点在水溶液中遇到碘离子时会发生荧光猝灭,通过测量荧光寿命,发现碳量子点和碘离子之间存在动态猝灭效应。利用这一特性,建立一种选择性检测水溶液中碘离子的荧光探针。优化分散溶剂对碳量子点荧光强度的影响,以及响应时间和溶液pH值对猝灭效率的影响。在最优实验条件下:荧光变化值(F_0-F)与碘离子浓度的对数呈线性,线性方程为Y=427.60X+646.88,R~2=0.9945,碘离子浓度的线性范围为5×10~(-7)～5×10~(-4)mol/L,检出限为3.2×10~(-8) mol/L。选用三个浓度加标检测自来水样时,回收率范围为101%～105%。     

基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子

基于金离子[Au(Ⅲ)] 对氮化碳纳米粒子的荧光具有很强的猝灭作用, 构建了一种检测Au(Ⅲ)的荧光传感器. 实验结果表明, 该传感体系检测Au(Ⅲ)的线性范围为0.050~11.0 μmol/L, 检出限(S/N=3) 为22.6 nmol/L. 此外, 该传感器对Au(Ⅲ)的检测具有高选择性, 可用于湖水中Au(Ⅲ)的检测.     

新型荧光碳点的制备及其在Hg2+检测中的应用

以中药材川佛手为碳源,通过高温热解产生的烟制备了平均粒径为6 nm的新型荧光碳点,其最大激发波长285 nm,最大荧光发射波长340 nm。 基于碳点良好的荧光性能及Hg²⁺对碳点荧光的猝灭作用,建立了检测Hg²⁺的新方法。 结果表明,在0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中,响应时间为2 min时,该方法具有良好的选择性和抗干扰能力,检测Hg²⁺浓度的线性范围为0.2~40 μmol/L,相关系数为r=0.9996,检出限为0.052 μmol/L。 当加入2.0和40.0 μmol/L Hg²⁺到实际水样后,相对标准偏差(RSD)和加标回收率分别为0.3%~2.4%和99.5%~101.1%,可用于实际水样中Hg²⁺的分析检测。     

一锅法合成聚乙烯吡咯烷酮修饰的铜纳米团簇用于槲皮素的检测

作为检测槲皮素的有效途径,在荧光法中如何通过简单的方法合成性能优良的荧光探针具有重要的意义。 本文以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,抗坏血酸为还原剂,化学还原法合成PVP保护的分散性好、稳定性高、强荧光的铜纳米团簇(PVP-Cu NCs)。 样品表现出良好的水溶性,光稳定性和强离子稳定性。 通过紫外可见光谱(UV-Vis)、分子荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)对铜纳米团簇的光学性质和结构进行了分析。 结果表明:该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为366和429 nm,平均粒径大小为2 nm。 基于槲皮素对该铜纳米团簇的猝灭作用,构建了一种可用于检测槲皮素的荧光传感器。 该传感体系检测槲皮素的线性范围为0.1～0.9 μmol/L和15～60 μmol/L,检测限为0.053 μmol/L(S/N=3)。 该传感器对槲皮素的检测具有很高的灵敏度和良好的选择性,可用于实际样品中槲皮素的检测。     

微波一步法制备氮掺杂碳量子点及其对蛇莓中Cu2+的检测

以维生素C(Vc)为碳源,尿素为氮源,经微波一步法制备得到一种具有高荧光强度的氮掺杂碳量子点。所合成的氮掺杂碳量子点富含-OH、-NH_2和C=O等基团,平均粒径约为4.1 nm,在365 nm紫外光照射下发射出明亮的蓝色荧光。基于氮掺杂碳量子点能与铜离子相互作用进而建立一种快速检测Cu~(2+)的方法。当Cu~(2+)浓度在1～18μmol·L~(-1)之间,氮掺杂碳量子点的荧光猝灭强度(F/F_0)随Cu~(2+)浓度的增加而线性下降,检出限(S/N=3)达0.19μmol·L~(-1)。将该方法应用于蛇莓中痕量铜的荧光检测,加标回收率为100.3%～107.3%之间,RSD在0.23%～1.2%之间。     

碳量子点荧光探针的制备及其在苦味酸检测中的应用

以银杏叶为原料,采用水热法制备得到新型荧光碳量子点(CQDs)。该碳量子点的平均粒径为5.5 nm,最大激发波长为335 nm,最大发射波长为418 nm。基于碳量子点荧光光谱与苦味酸(PA)吸收光谱存在部分重叠而发生荧光共振能量转移(FRET),建立了以碳量子点作为荧光探针用于苦味酸检测的新方法。在最佳实验条件下,加入苦味酸前、后的荧光强度比值(I₀/I)与苦味酸浓度(c)在0.2～800μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 5,检出限(LOD)为32 nmol/L。在5、40、80μmol/L加标水平下,实际水样中苦味酸的回收率为98.0%～104%,相对标准偏差(RSD)为1.0%～3.2%。该方法可用于实际样品中苦味酸的灵敏、快速和高效检测。     

A Smartphone-assisted Paper-based Analytical Device for Fluorescence Assay of Hg2+

Rapid, efficiency and portable detection systems in low-resource settings with limited laboratory equipment and technical expertise are urgently needed. Herein, an integrated platform composed of a paper-based analytical device and a smartphone detection system for Hg²⁺ onsite testing was developed. Nitrogen-doped carbon dots(N-CDs) were synthesized by a simple hydrothermal method using citric acid as the carbon source and ethanediamine as the nitrogen source, which gave out bright blue fluorescence under the excitation at 350 nm UV light and the absolute fluorescence quantum yield was 17.1%. The fluorescence of the prepared N-CDs can be effectively quenched by Hg²⁺. In addition, an external attachment of smartphone for illumination and external light interference was designed to trace the fluorescence signals, and a software application of Android system with simple operation program was developed to perform snapshot and image processing. The smartphone-assisted detection system was combined with the N-CDs decorated paper chip to achieve the sensitive detection of Hg²⁺ in water samples. This integrated method for reliable sensing of Hg²⁺ shows a good linear detection range of 10-800 μmol/L(R²=0.9595) with detection limit of 1.07×10^-8 mol/L.     

Field-portable ratiometric fluorescence imaging of dual-color label-free carbon dots for uranyl ions detection with cellphone-based optical platform

Under the public spotlight, uranyl (UO₂²⁺) ions has attracted considerable attention for the extreme radioactive and chemical toxicity to ourselves and our environment. Herein, we present a simple and effective ratiometric fluorescence imaging method for the visualizing and quantitative detection UO₂²⁺ ions by cellphone-based optical platform. The sensing solution was prepared by mixing label-free red carbon dots (r-CDs) and blue carbon dots (b-CDs) together with a fixed photoluminescence intensity ratio of 4:1. When UO₂²⁺ ions were added, the fluorescence of r-CDs can be selectively quenched, while the fluorescence of b-CDs remains stable without spectral changes. With the gradually increase the amounts of UO₂²⁺ ions, the different response of dual-color CDs resulted in a signification color evolution from deep red to dark purple under the ultraviolet (UV) light illumination. Then, a cellphone-based optical platform was constructed for directly imaging the color change of the samples, and the built-in Colorpicker APP quickly output the red, green and blue (RGB) channel values of these images within one second. Interesting, there was a linear relationship between the ratio of red and blue (R/B) channel values and UO₂²⁺ ions concentration from 0 μmol/L to 30.0 μmol/L (R² = 0.92804) with the detection limit of ~8.15 μmol/L (signal-to-noise ratio of 3). In addition, the optical platform has also been applied to the quantification of UO₂²⁺ ions in tap water and river water sample. With the advantage of low-cost, portable, easy to operation, we anticipate that this method would greatly improve the accessibility of UO₂²⁺ ions detection even in resource-limited areas.     

高荧光量子产率钕、氮双掺杂碳点用于柳氮磺吡啶检测及Hela细胞成像

以柠檬酸氢二铵、缓血酸铵和硝酸钕为起始原料,通过水热法合成了荧光量子产率为93.05%、发蓝色荧光的钕、氮双掺杂碳点（Nd,N-CDs）。采用透射电子显微镜（TEM）、粉末X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）及X射线光电子能谱（XPS）等技术对Nd,N-CDs的形貌及表面结构进行了详细表征,采用紫外可见吸收光谱及荧光光谱考察了其光学性质和稳定性。结果显示,药物分子柳氮磺吡啶（SSZ）能够使Nd,N-CDs的荧光显著降低,而金属离子及另外4种药物分子没有明显效果。由此,建立了一种选择性检测SSZ的荧光检测方法,线性检测范围在0.1~50 μmol/L之间,检出限低至0.05 μmol/L。机理探讨表明,荧光猝灭主要涉及动态猝灭和荧光共振能量转移两种机制。所建立的分析方法能用于测定实际药片中的SSZ含量,回收率为98.1%~104.2%。此外,Nd,N-CDs表现出很好的生物相容性,能够作为荧光探针穿透细胞壁使细胞质染色,因不会进一步穿透进入细胞核,很好的避免了对细胞的深层次破坏。     

基于取代型多酸复合材料的多巴胺电化学检测

本文构建了基于取代型多酸与还原氧化石墨烯（RGO）复合材料的多巴胺电化学传感器. 首先,通过水热法合成了十一钨镍杂多钨硅酸盐K₂H₂SiW₁₁NiO₃₉·xH₂O（SiW₁₁Ni）,利用Hummers法与化学还原法合成了还原氧化石墨烯. 并使用SEM、XRD与FTIR等测试方法对材料进行了表征. 将SiW₁₁Ni与RGO按照一定的比例滴涂在玻碳电极表面,以便成功构建出传感界面（SiW₁₁Ni-RGO/GCE）. 然后,采用电化学阻抗法与循环伏安法等方法研究了传感界面的电化学性质. 优化实验条件后,利用该传感器通过循环伏安法对多巴胺进行定量检测,并且氧化过程展现出较为良好的性能. 其检出限为3.2 μmol·L ^-1（S/N = 3）,灵敏度为9.71 μA·(μmol·L ^-1·cm ^-2) ^-1,线性范围为10 ~ 80 μmol·L ^-1. 同时,所制备的传感器表现出良好的稳定性与抗干扰能力. 该传感器修饰过程简单、成本低、电化学性能良好,为多酸在化学传感领域的应用提供新思路.     

Aggregation-induced emission enhancement of yellow photoluminescent carbon dots for highly selective detection of environmental and intracellular copper(II) ions

Photoluminescent (PL) carbon nanodots (CDs) are prepared through a simple one-step hydrothermal treatment of o-phenylendiamine (OPD), and the as-prepared OPD-CDs show yellow PL emission under the ultraviolet excitation, which can be further enhanced by Cu²⁺ ions owing to Cu²⁺ ions induced aggregation of OPD-CDs through the coordination of Cu²⁺ with amino groups on the surface of OPD-CDs.     

纳米氧化铜-碳纳米管修饰玻碳电极同时检测邻、对苯二酚

以商品化纳米氧化铜和羧化碳纳米管作为玻碳电极修饰材料,结合了两种材料的放大电信号和电催化性能,所构建的复合物修饰电极可区分性质相近的同分异构体邻苯二酚和对苯二酚的信号,同时可进一步放大两种酚的峰电流。 因此该基于纳米氧化铜和碳纳米管的电化学传感器可用于邻苯二酚和对苯二酚的同时检测。 采用循环伏安法对复合物中两种材料的比例、修饰量以及支持电解质pH进行了优化:纳米氧化铜和碳纳米管质量比为5∶1,修饰量为9 μL,pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液被用作电解质溶液。 在优化的条件下,邻苯二酚和对苯二酚的微分脉冲伏安扫描峰电流与浓度在6.0×10^-7~3.0×10^-3 mol/L范围内均呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)分别为1.0×10^-7和1.6×10^-7 mol/L。 该方法具有成本低、操作简便、快速的特点,对实际水样的加标回收率在94.6%~101.1%范围内,具有较好的实际应用前景。     

11-Mercaptoundecanoic acid functionalized gold nanoclusters as fluorescent probes for the sensitive detection of Cu2+ and Fe3+ ions

Metal ions are physiologically essential,but excessive metal ions may cause severe risk to plants and animals.Here,we prepared gold nanoclusters(Au NCs) protected by 11-mercaptoundecanoic acid(11-MUA),which have excellent fluorescence properties for the detection of metal ions.The results showed that the copper ions(Cu~(2+)) and iron ions(Fe~(3+)) in the solution have obvious quenching effect on the fluorescence intensity of Au NCs.The detection range of Fe~(3+) was 0.8–4.5 mmol/L(R~2= 0.992) and 4.5–11.0 mmol/L(R~2= 0.997).And Cu~(2+) has a lower linear range(0.1–1.0 mmol/L,R2= 0.993).When EDTA was added into the reaction system,it was observed that the quenching effect of Cu~(2+) and Fe~(3+)on Au NCs showed different phenomenon.Then,the effect of metal ions on the fluorescence of Au NCs was investigated.The selective detection of Cu~(2+) was achieved by EDTA masking of Fe~(3+).In addition,we realized the metal ions detection application of Au NCs in the serum     

金属有机骨架材料构建环丙沙星电化学传感器的研究

本文通过水热合成法合成了钴-对苯二甲酸金属有机骨架材料Co(BDC),并将其与聚丙烯酸钠(PAAS)混合后修饰到玻碳电极(GCE)表面,制得电化学传感器Co(BDC)-PAAS/GCE,通过循环伏安法和差分脉冲法研究了传感器的响应性能,并用于水产品中环丙沙星(CIP)检测。结果表明,在碱性条件下,Co(BDC)-PAAS/GCE对CIP具有较好的电催化作用。差分脉冲峰电流与CIP浓度在3.0×10^-9~1.5×10^-8 mol/L范围内呈线性关系,线性方程为I(μA)=99.8 C_CIP+5.74(R2=0.989);在1.5×10^-8~1.5×10^-7 mol/L范围内呈线性关系,线性方程I(μA)=11.09 C_CIP+7.09(R²=0.992),检出限为1.0×10^-9mol/L。使用该传感器检测实际样品草鱼肉中CIP的加标回收率在95.0%~101.9%之间。该传感器制作简单,稳定性、选择性和重复性好,可满足水产品中CIP的快速检测需要。