聚乙烯亚胺包覆的CdZnTe量子点荧光探针测定痕量Pb~(2+)

在水相中制备了聚乙烯亚胺(PEI)包裹的水溶性PEI-CdZnTe量子点。研究了反应时间,酸度及不同常见金属离子对PEI-CdZnTe量子点荧光效率的影响。基于Pb~(2+)对CdZnTe量子点具有选择性荧光猝灭作用,建立了用CdZnTe量子点为探针灵敏测定痕量Pb~(2+)的新方法。研究了不同浓度Pb~(2+)对CdZnTe量子点荧光强度猝灭情况,结果表明,Pb~(2+)对CdZnTe量子点的荧光猝灭过程可以很好地用Stern-Volmer荧光猝灭方程来描述。当Pb~(2+)浓度在0.05~3.0μg·mL~(-1)范围内,CdZnTe量子点的荧光强度F_0/F与Pb~(2+)浓度之间具有较好的线性关系,线性相关系数为0.998 8,检测限为0.01μg·mL~(-1)。该量子点荧光分析方法简便快速、灵敏度高、选择性好,能够应用于实际水样中Pb~(2+)的分析与测定。     

微波法制备掺氮碳点及其用作探针检测铁离子

为了研究氮掺杂对纳米碳点荧光发射行为的影响和探索掺氮碳点的快速制备途径,以2-氨基对苯二甲酸为前驱体,与不同的修饰剂一起溶解于去离子水中,经微波辐射3 min,一步法合成了新型掺氮碳点。实验结果表明:制备的掺氮碳点水溶性好,发蓝色荧光,且发射行为不依赖于激发波长;颗粒近似为球形,尺寸5～8 nm,晶面间距为0.23 nm,接近石墨碳(100)面晶格结构;Fe~(3+)通过与掺氮碳点表面含氧基团的络合配位,可有效地猝灭其荧光,Fe~(3+)浓度在5～60μmol·L~(-1)的范围内与相对荧光强度呈现良好的线性关系,检出限约为1.01μmol·L~(-1),可以作为检测Fe~(3+)浓度的荧光探针。     

基于碳点的荧光探针“关-开”测定卡托普利（英文）

以柠檬汁和尿素为原料,通过一步简单的微波热解制得了含氮荧光碳点（NCDs）。所得碳点发蓝色荧光,量子产率高达53.1%。Hg²⁺可以与NCDs表面基团络合形成非荧光的稳定化合物,导致荧光猝灭。通过荧光猝灭与寿命的关系和紫外-可见光谱的变化情况得出猝灭应属静态猝灭。另外,卡托普利的加入可以使NCDs荧光得以恢复,这是因为Hg²⁺与卡托普利的成键作用强于NCDs,卡托普利的加入使Hg²⁺脱离NCDs表面,荧光得以恢复。在最优化的实验条件下,卡托普利的检测范围是0.25～25μmol·L^-1,检出限为0.17μmol·L^-1。该探针成功地用于卡托普利片剂中有效成分的测试并取得了满意的效果。     

Cu~(2+)参与的N-乙酰基-L-半胱氨酸修饰的CdTe量子点用于测定D-/L-青霉胺

以N-乙酰基-L-半胱氨酸作为修饰剂,合成了高荧光产率的CdTe量子点。在pH为7.80的磷酸缓冲溶液中,Cu~(2+)可以显著猝灭量子点的荧光,有趣的是,在猝灭体系中加入手性青霉胺(PA)可使其荧光恢复。因此基于量子点的荧光变化,建立了快速检测D/L-青霉胺的方法。在最优的实验条件下,NALC-CdTe QDs-Cu~(2+)体系测定青霉胺的范围为2.0×10~(-7)～4.0×10~(-6) mol·L~(-1),检出限为5.8×10~(-8) mol·L~(-1).将该法成功用于实际样品中检测D/L-青霉胺,取得了满意的结果。     

利用L-半胱氨酸修饰的碳量子点作为荧光探针检测甘氨酸

甘氨酸是结构最为简单的氨基酸,以其为基石可以演变成各种复杂的人体所需的氨基酸,其本身不具有荧光特性。本文以柠檬酸为碳源,利用L-半胱氨酸作为修饰剂,合成了新的高荧光产率的碳量子点。经实验分析发现,合成的碳量子点的荧光能够被Pd(Ⅱ)显著猝灭,有趣的是,若在猝灭体系中加入适量的不具荧光特性的甘氨酸,可使猝灭的荧光恢复。基于碳量子点这种荧光"开-关"的模式,建立起一种快捷检测甘氨酸的新方法。在最优实验条件下,CDs-Pd(Ⅱ)体系检测甘氨酸的线性范围为9.0×10~(-7)~1.2×10~(-5)mol·L~(-1),检出限为1.1×10~(-7) mol·L~(-1)。     

氧化锡量子点的合成及对抗坏血酸的灵敏传感研究

采用水热法合成了一种SnO_2量子点,对其合成条件(如pH、温度、时间等)进行了优化,并使用红外光谱、X粉末衍射、粒度分析仪、荧光光谱仪等手段对量子点的物化和光学性能进行了表征。实验结果显示,合成的SnO_2量子点分散均匀、粒径为5 nm左右;在310 nm波长光激发下,其最强发射峰位于415 nm,且表现出良好的光学稳定性。在Fe~(3+)存在时,SnO_2量子点的荧光被猝灭,而Fe~(2+)对SnO_2量子点的荧光没有影响,利用抗坏血酸(AA)的还原性,将Fe~(3+)还原成Fe~(2+),猝灭的SnO_2量子点荧光恢复,当AA浓度为500μmol·L~(-1)时,SnO_2荧光恢复率达到95.88%,其他氨基酸基本没有响应。基于此,构建了一种"off-on"荧光探针用于抗坏血酸灵敏检测。     

氨基化碳量子点荧光猝灭法测定焦性没食子酸的研究

以葡萄糖为原料,通过一步水热法合成稳定性高的碳量子点,并用乙二胺使其表面氨基化。焦性没食子酸能使氨基化的碳量子点荧光明显猝灭,由此建立一种简便、高效检测焦性没食子酸的新方法。考察了缓冲体系p H、反应时间、反应温度等对焦性没食子酸测定的影响。结果表明,在pH=11.20的三酸缓冲溶液中,室温反应20 min时,体系的F0/F与焦性没食子酸的浓度呈良好的线性关系,其线性范围为4.0×10~(-6)~9.0×10~(-5)mol·L~(-1),相关系数r=0.997 4,检出限为3.5×10~(-6)mol·L~(-1)。该方法快速简便,适用于水样中焦性没食子酸的检测。     

Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系检测水质中的I~-

在人体内部环境中,碘是合成甲状腺激素的关键原料之一,而甲状腺激素主要功能是促进人体生长发育以及调节新陈代谢,因此碘对人体内部环境正常运转起到至关重要的作用。碘在人体内主要以碘化氨基酸的形式存在于甲状腺中,对其常用的检测手段有很多种。而这些方法虽然具有较高精度以及灵敏度高,但检测过程较为复杂且检测周期较长。因此,发展一种成本较低、操作简单、快速准确的I~-检测方法具有应用意义。研究设计一种简便且快速精准的I~-检测方法,利用荧光"Off-On"传感体系对溶液中I~-进行定量检测。以柠檬酸为碳源、乙二胺为氮源,通过水热法一步合成水溶性较好且具有良好荧光性质的碳点(CDs)。利用荧光光谱仪以及紫外-可见光光谱仪对该CDs的光学性能进行表征。通过分析CDs的光谱可知该CDs的激发波长为345 nm,发射波长为470 nm。另外,通过傅里叶-红外光谱仪以及高分辨紫外光电子能谱对该CDs表面的官能团以及元素进行分析检测。通过荧光光谱进行检测,可以发现当CDs溶液中存在Hg~(2+)时, CDs的荧光发生猝灭现象。其原因是CDs与Hg~(2+)的d轨道间非辐射电子转移或Hg~(2+)与CDs表面的氨结合形成非荧光复合物,导致CDs的荧光强度下降。通过将最佳浓度的Hg~(2+)与CDs溶液进行混合,来制备Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系溶液。分析Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系溶液的荧光光谱图可以发现,当Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系溶液中存在I~-时,体系荧光强度随着I~-浓度的上升而逐渐增强。该原因可以归根于I~-与Hg~(2+)之间存在较强的相互作用可将Hg~(2+)从CDs表面脱附,使CDs的荧光重新恢复,从而实现I~-的荧光"Off-On"检测。利用该方法来检测溶液中的I~-,其检测范围在5.0～75μmol·L~(-1),而检测限为0.25μmol·L~(-1)。实验最后还利用荧光光谱仪对Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系的选择性以及抗干扰能力进行分析,结果显示该荧光传感体系对I~-具有较好的选择性以及良好的离子抗干扰性能。     

一步合成硫、氮共掺杂的碳量子点及其在Fe~(3+)检测中的应用

碳量子点的光致发光性质不仅决定于尺寸还依赖于它的表面态,因此通过在碳量子点表面掺杂或嫁接不同元素与基团有望调节它的荧光发射行为。为了研究多种元素掺杂对碳量子点发光性质的影响,本文以对氨基苯磺酸为原料,通过水热法一步合成了氮、硫共掺杂的碳量子点。实验结果表明:制备的碳量子点尺寸分布均匀,氮、硫分别以氨基和磺酸基团的形式存在于碳量子点的表面。与已有的报道不同,碳量子点展现出了非激发波长依赖的蓝光发射行为,三价铁离子可有效猝灭其荧光,铁离子浓度在0~10-3mol·L-1范围内与碳量子点的荧光猝灭程度呈现良好的线性关系,检出限约为10-7mol·L-1。制备的碳量子点对三价铁离子具有高选择性、高灵敏性以及较好的抗干扰能力,能作为三价铁离子检测的传感器。     

硅量子点的控制合成、表征及对Cu2+的高灵敏传感

通过一步无溶剂法合成了具有较好发光稳定性和水溶性的硅量子点(Silicon quantum dots,Si-QDs),并利用透射电镜(TEM)、红外吸收光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和荧光光谱等手段对其进行了表征。试验发现,Si-QDs在378 nm的激发光照射下,可产生峰值位于468 nm的宽带发光;在水溶液中,添加适量Cu~(2+)可对Si-QDs的发光产生静态猝灭。利用荧光信号猝灭程度与Cu~(2+)浓度之间稳定的相关性可实现对Cu~(2+)的定量检测。优化条件下,Si-QDs荧光强度变化与Cu~(2+)浓度在16.7～1 670 nmol·L~(-1)范围内呈稳定的线性相关性,(F_0-F)/F_0=0.18808lnC(Cu~(2+))-0.41377(R~2=0.998),检出限低至4.7 nmol·L~(-1)(S/N=3)。对多种实际水样品做了加标回收率试验,回收率介于89.47%～106.75%之间。本研究制备的Si-QDs用于水中Cu~(2+)快速、高灵敏检测具有良好重复性和稳定性。     

生物质碳量子点的绿色制备及对Cu2+的检测

向日葵作为我国主要的油料作物之一,其秸秆是天然的纤维素材料,具有绿色无毒,成本低廉的优势,是制备生物质碳量子点的理想材料之一。近年来,由于含铜农药和化学肥料的不规范使用,大量含铜污染物被排放导致农田土壤和水环境中的铜含量远高于环境背景值。因此,迫切需要开发出一种选择性好、灵敏性强且对环境友好的Cu²⁺检测方法。碳量子点(CDs)是一种粒径小于10 nm的准球形荧光碳纳米材料,因其表面含有丰富的极性官能团,具有良好的水溶性而被广泛研究。与传统的半导体量子点(CdSe, CdTe)相比,CDs具有合成原料广泛、生物相容性好等优点。主要应用于生物成像、光催化、光电转化以及传感检测等领域。然而目前用于碳化合成CDs的前驱体大多为昂贵的化学品,且合成过程复杂污染环境,限制了CDs的大规模生产与应用。开发出一种生态友好,简单、廉价的CDs合成方法是很有意义的。本研究以废弃的向日葵秸秆为碳源,采用简便的水热法合成生物质碳量子点(S-CDs)作为荧光探针,用于检测识别Cu²⁺。通过对S-CDs的一系列光学性质分析与表征,鉴定出其表面官能团主要包括O—H, N...     

基于碳量子点和罗丹明B的新型比率荧光试纸片检测水中Hg(Ⅱ)

水环境中Hg(Ⅱ)的污染对生态环境和人类健康危害极大,目前Hg(Ⅱ)的检测主要有原子光谱/质谱和电化学等方法,但存在检测仪器昂贵、操作繁琐及前处理复杂等缺点,难以在日常水环境中微量Hg(Ⅱ)现场检测的应用。因此,建立一种灵敏、准确、快捷和经济的水中Hg(Ⅱ)检测方法具有重要意义。试纸法是将普通的化学反应从玻璃仪器转移到试纸上进行的一种快速检测方法,利用试剂与目标物之间产生的化学反应,通过颜色的变化可对目标物进行定性或半定量检测,具有操作简便、快速等优点。碳量子点是一类粒径小于10 nm的碳基纳米材料,具有优异的荧光性能、较低的毒性和较高的化学稳定性。利用Hg(Ⅱ)对碳量子点的荧光具有灵敏和高效的猝灭作用,构建了一种双色比率荧光试纸片用于快速检测水中微量Hg(Ⅱ)的含量。其中,采用氮掺杂水溶性碳量子点（NCDs）作为荧光响应信号、罗丹明B（RhB）作为荧光内标信号,在单一波长（355 nm）激发下产生位于440和580 nm的双色荧光发射峰。当体系加入不同浓度Hg(Ⅱ)后,NCDs表面官能团与Hg(Ⅱ)之间的静电作用和金属配位协同作用使荧光发生猝灭,而RhB的荧光信号保持不变,利用440和580 nm双色荧光信号或其强度的比值（F₄₄₀/F₅₈₀）,可实现对微量Hg(Ⅱ)的快速检测。实验对检测条件进行了优化,结果表明在HAc-NaAc缓冲液浓度为1 mmol·L-1、pH为7的条件下,F₄₄₀/F₅₈₀值与Hg(Ⅱ)浓度（0～3 μmol·L-1）呈现良好的线性关系,线性方程为F₄₄₀/F₅₈₀=-0.785 2ｃ_Hg(Ⅱ)+3.103 8,相关系数r＞0.99,以3倍标准偏差计算的检出限为2.7 nmol·L-1(n=9)。对湖水与自来水中Hg(Ⅱ)进行加标回收实验,其加标回收率在91.9%～117.9%之间,说明该方法灵敏、准确,能用于水中Hg(Ⅱ)的检测。同时,将NCDs和RhB浸渍于尼龙片上构建了双色比率荧光检测试纸片,在紫外灯（365nm）照射下可观测到试纸发射淡蓝紫色荧光。而随着Hg(Ⅱ)浓度的增加,荧光颜色从淡蓝紫色到橙色发生变化,每次检测时间只需3分钟,裸眼可检出Hg(Ⅱ)浓度低至10 nmol·L-1,实现了对水中微量Hg(Ⅱ)的灵敏、快速检测。此外,该方法对Hg(Ⅱ)的检测表现出良好的特异性。因此,基于碳量子点和罗丹明B构建的双色比率荧光试纸片具有携带方便、操作简单,以及灵敏和快速等优点,为水中微量Hg(Ⅱ)的快速检测提供了新的方法和思路。     

壳聚糖碳点的水热法制备及其对金属离子的选择性研究

以壳聚糖为碳源通过水热法合成碳点,对影响碳点荧光强度的水热温度、水热时间和壳聚糖质量分数进行考察。通过紫外分光光度计、荧光分光光度计、原子力显微、Fourier红外光谱仪、X-ray光电子能谱、X射线衍射仪对壳聚糖碳点的光学性质、化学结构、晶体结构、形貌结构等进行表征分析。结果表明,在水热温度200℃、水热时间9 h、壳聚糖质量分数2%的条件下制备得到的壳聚糖碳点量子产率为32.86%。碳点呈现出主要尺寸为3～10 nm的球形颗粒状,且在波长335 nm激发下,发射峰位于410 nm(蓝)。对金属离子的选择性研究分析表明,Fe~(3+)对碳点溶液的荧光猝灭效应最显著,说明碳点对Fe~(3+)具有较好敏感性和高选择性,且荧光猝灭效率对Fe~(3+)浓度在0～100μmol/L范围内呈现线性响应,因此有望将碳点作为荧光探针应用于Fe~(3+)的检测表征。     

新型汞离子CQDs-CuNCs比率荧光探针的构建及在螃蟹中的应用

汞是一种典型的低剂量高毒性物质,广泛存在于环境和水体中,可通过食物链传递并累积,从而对人体造成危害。因此,准确快速的监测食品中汞离子（Hg2+）含量对于保障食品安全具有重要意义。目前,常用的Hg2+检测方法包括液相色谱-原子荧光光谱法（LC-AFS）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）、电化学法和荧光分析法。比率型荧光探针具有双发射荧光特性,其中内置校准功能可降低因探针浓度和各种环境因素产生的检测误差,可以有效的克服单发射荧光探针的不足。本研究提出了基于碳量子点（CQDs）和铜纳米簇（CuNCs）的新型比率型荧光探针用于螃蟹中Hg2+的快速检测。主要研究内容和结果如下：（1）CQDs-CuNCs复合体系的制备。以蔗糖为碳源,聚乙二醇为钝化剂,通过微波介导法合成CQDs;以抗坏血酸为还原剂和稳定剂通过水热法合成CuNCs,后通过自组装制成CQDs-CuNCs复合体系。（2）CQDs-CuNCs复合体系的表征。利用高倍透射电子显微镜（HRTEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱（FL）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对CQDs-CuNCs复合体系表征,结果显示,该研究成功合成了具有双发射特性的CQDs-CuNCs比率型荧光探针。（3）CQDs-CuNCs复合体系的稳定性测试。将CQDs-CuNCs比率型探针与传统的单通道CuNCs探针的稳定性进行对比。结果表明,当探针浓度漂移和测量温度波动时,CQDs-CuNCs比率型探针比单发射的CuNCs抗干扰能力更强,稳定性更高。（4）CQDs-CuNCs复合体系对Hg2+的检测。当Hg2+存在时,复合体系中的CuNCs发生团聚,而CQDs基本不受影响,导致443 nm处的CuNCs荧光猝灭而545 nm处的CQDs荧光强度几乎不变。依据荧光强度的比值（I_{443 nm}/I_{545 nm}）与Hg2+浓度的关系实现定量检测。在对标准Hg2+检测时,CQDs-CuNCs复合体系的I_{443 nm}/I_{545 nm}和单发射CuNCs的猝灭率与Hg2+浓度（0.1～12 μmol·L-1）均呈现良好的线性关系,相关系数分别达到0.994 7和0.991 6,检测限（3σ/S）分别为2.83和3.62 nmol·L-1。在螃蟹样品检测中,CQDs-CuNCs比率型探针和单发射的CuNCs得到回收率分别为102.5%~105.4%和104.2%~112.5%,说明CQDs-CuNCs复合体系比单发射CuNCs对Hg2+具有更高的灵敏性和稳定性。以上结果表明,本研究所构建的CQDs-CuNCs比率型荧光探针能够用于食品中Hg2+的快速、准确检测。     

基于氮掺杂碳量子点/DNA自组装纳米探针检测鱼精蛋白

将柠檬酸置于单乙醇胺中,通过简单加热实现快速、大规模的合成氮掺杂荧光碳点。所得氮掺杂碳量子点被370 nm 的光激发后在458 nm 处有较强的荧光发射,最大吸收波长为365.085 nm。脱氧核糖核苷酸能增强该碳量子点的荧光且具有相关线性关系,因而制备了氮掺杂碳点与脱氧核糖核苷酸的杂交纳米复合物（纳米探针）,并首次用于检测鱼精蛋白。在实验条件最佳情况下,该方法简便、选择性好,该分析方法的线性检测范围为1~10 μg·mL^-1,检出限可达0.61 μg·mL^-1。     

碳量子点荧光猝灭法测定饮料中日落黄

以柠檬酸为碳源制备碳量子点(CQDs),所得碳量子点被394 nm的光激发后在484 nm处有较强的荧光发射,最大吸收波长为482 nm的日落黄能强烈猝灭碳量子点的荧光。基于该现象,发展了一种以碳量子点为荧光探针测定日落黄的分析方法,并探讨了荧光猝灭机理。在选定的实验条件下,该分析方法的线性检测范围为0.1~100μmol/L,检出限(3σ/k)为0.051μmol/L。     

CdTe量子点的光谱特性及其应用

研究了水相CdTe量子点的共振散射光谱、荧光光谱和吸收光谱特性。结果表明,随着量子点粒径(d)的增大,CdTe量子点的荧光峰(λ_F)发生红移,吸收峰也发生红移,且吸收峰(λ_A)的峰形变宽、吸光度(A)降低,λ与ln(d)均存在较好的线性关系。其函数关系为λ_A =126.74 ln(d)+395.92和λ_F=155.01 ln(d) +415.5。共振散射光谱研究表明, 共振散射波长λ_R与CdTe量子点粒径（3.8～8.6 nm）的对数存在较好的线性关系,线性回归方程为λ_R=148.37 ln(d)+418.08, 相关系数为0.995 2,而且同一粒径的CdTe量子点,共振散射强度与CdTe量子点的浓度也存在良好的线性关系,粒径为3.8 nm的CdTe量子点在波长597 nm处的线性范围,回归方程,相关系数分别为：22.5～180.0 μmol·L-1;I_{597 nm}=0.572 1c+5.884,0.997 5。共振散射光谱法作为检测CdTe量子点粒径的一种新方法,具有简便快速及较好的应用价值。     

One-pot synthesis of highly fluorescent amino-functionalized graphene quantum dots for effective detection of copper ions

In this work, a green and simple one-pot route was developed for the synthesis of highly fluorescent amino-functionalized graphene quantum dots (a-GQDs) via hydrothermal process without any further modification or surface passivation. We synthesized the a-GQDs using glucose as the carbon source and ammonium as a functionalizing agent without the use of a strong acid, oxidant, or other toxic chemical reagent. The as-obtained a-GQDs have a uniform size of 3–4 nm, high contents of amino groups, and show a bright green emission with high quantum yield of 32.8%. Furthermore, the a-GQDs show effective fluorescence quenching for Cu²⁺ ions which can serve as effective fluorescent probe for the detection of Cu²⁺. The fluorescent probe using the obtained a-GQDs exhibits high sensitivity and selectivity toward Cu²⁺ with the limit of detection as low as 5.6 nM. The mechanism of the Cu²⁺ induced fluorescence quenching of a-GQDs can be attributed to the electron transfer by the formation of metal complex between Cu²⁺ and the amino groups on the surface of a-GQDs. These results suggest great potential for the simple and green synthesis of functionalized GQDs and a practical sensing platform for Cu²⁺ detection in environmental and biological applications.     

基于NaGdF_4∶Eu纳米粒子的荧光猝灭测定痕量Cu~(2+)

采用水热法合成了柠檬酸盐修饰的水溶性NaGdF4:Eu荧光纳米粒子,粒子溶液荧光强度稳定.实验发现,Cu2+外对合成粒子的荧光有猝灭作用,据此可建立用NaGdF4:Eu荧光探针测定痕量Cu2+的新方法.实验确定NaGdF4:Eu的浓度为1.0×10-3 mol·L-1,溶液的pH值为10.0.考察了其他常见离子对粒子荧光性能的影响,其中Fe3+使荧光发生猝灭,用三乙醇胺可消除Fe3+的干扰.标准曲线的线性回归方程为I=532-0.685c,相关系数r为-0.998 4,线性范围为3.33×10-6～1.33×10-4 mol·L-1,检出限为8.9×10-7 mol·L-1,对浓度为6.0×10-5 mol·L-1的Cu2+溶液平行测定11次,RSD为0.62%.以上结果表明,方法的线性范围较宽,灵敏度和精密度较高.测定了茶叶样品中铜含量,测定结果和原子吸收法测定结果相一致.分析Cu2+对粒子荧光猝灭的机理认为,Cu2+和粒子表面的柠檬酸根发生化学结合,改变了粒子表面的结构和组成,导致其荧光发生猝灭.