新型水溶性咪唑基硅量子点制备及用于果蔬中痕量铜的荧光检测

硅量子点因其极佳的亲生物性和光学性能成为纳米材料新宠,但传统硅量子点水溶性差限制了它的广泛应用。本实验以三甲基硅咪唑为硅前驱体采用水热法制备水溶性咪唑基硅量子点。相对于硼氢化钠、抗坏血酸、牛血清蛋白、半胱氨酸和柠檬酸,柠檬酸钠作为还原剂和稳定剂制得的硅量子点荧光发射最强。合成反应于220℃下可在2 h内完成,所制备的硅量子点水溶性好,平均粒径为2.6 nm,红外分析证实其表面存在游离的咪唑基。研究表明,硅量子点能与铜离子相互作用导致荧光强度的明显下降。考察不同温度下Cu2+对硅量子点荧光的猝灭行为,发现荧光猝灭程度随温度升高而增大。这说明荧光下降属于静态猝灭,即Cu2+与硅量子点上的咪唑基作用形成稳定配合物。此外,共振光散射分析还揭示荧光猝灭过程伴随着粒子团聚。基于硅量子点的荧光猝灭行为,建立了痕量铜的荧光检测方法。当Cu2+浓度在0.04~2400μmol/L之间,硅量子点的荧光强度随Cu2+浓度的增加而线性下降,检出限(S/N=3)达1.29×10-8 mol/L。本方法具有高的灵敏度、选择性和重现性,已应用于果蔬中痕量铜的荧光检测。     

硫脲修饰法制备高发光性能CdTe量子点

通过巯基水解制备了具有优异荧光特性的碲化镉量子点. 详细研究前驱体镉离子与巯基丙酸(MPA)摩尔比、镉离子浓度等制备条件对大尺寸、高量子产率的亲水性碲化镉量子点光学性能的影响. 在不同的水热生长时间下, 可制备出荧光发射峰位于485-660 nm范围内的不同尺寸的碲化镉水溶性量子点, 荧光发射峰半高宽控制在40-75 nm之间, 量子点的最高量子产率(QY)达到了45%. 并利用硫脲缓慢水解和光解释放自由硫离子, 修饰碲化镉表面, 检测修饰后的量子点在12天内光学性能的变化情况. 通过考察硫脲用量对量子点修饰效果, 发现当n(CdTe)/n(thiourea)=1:4(量子点浓度以镉离子浓度计)时, 硫脲对发射峰为505 nm的碲化镉量子点修饰效果最为理想, 量子点荧光强度加强了5倍, 量子产率达到68.3%.     

水溶性CdTe量子点的合成及影响因素研究

本文以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,在水相中合成了高荧光CdTe量子点.其荧光发射波长在507 ～ 628nm范围内可调,最窄半峰宽37 nm,粒径约3.4nm,量子产率达42.1％.本实验在固定前躯体配比不变的情况下,考察了前躯体中镉离子的浓度、pH及回流时间对CdTe生长的影响.并用透射电子显微镜(TEM),荧光分光光度计(FS),X射线衍射仪(XRD)等手段对制备的量子点进行了表征.结果表明:CdTe量子点的尺寸随回流时间而增长;反应的pH对量子点的荧光强度有显著影响;镉离子的浓度越大,量子点的生长速度越快,荧光强度却随之降低.     

一种新型铜离子荧光探针——CdTe量子点

探讨了髙量子产率CdTe量子点作为铜离子探针的可能性,发现铜离子对碲化镉量子点的荧光有猝灭效应,且量子点溶液的荧光强度与铜离子浓度成良好的负相关线性关系.由于CdTe量子点比CdS具有更为优良的光学性质和稳定性,有望成为一种新型纳米离子探针.     

由蚕砂制备的碳量子点在不同激发、pH、金属离子、温度及极性环境下的荧光性质研究

碳量子点作为一种新兴的荧光纳米材料,具有粒径分布均匀、光稳定性好、激发-发射波长可调控、表面可修饰等优良的性质,兼具低毒性、生物相容性好等优点,在分析检测和生物成像等领域展现出广阔的应用前景。而蚕砂是家蚕的干燥粪便,简单易得。利用蚕砂作为碳量子点制备原料,采用微波合成的方法制备得到了一种平均水合粒径为4.86 nm,含氮、硫修饰的碳量子点材料,可作为针对激发波长、pH、金属离子浓度、温度及溶剂极性的变化有着显著响应特性的碳量子点型荧光探针。该探针的荧光最大发射波长随激发波长或pH的增加而红移;荧光强度随温度或pH的降低而增加;随着金属离子,特别是铜离子的加入而逐渐降低,并随着EDTA络离子的加入而逐渐回复。在多种溶剂中该探针均具有较好的溶解度,当换用不同极性的溶剂时,随着溶剂极性的增加荧光发射波长逐渐红移。荧光性质随多重环境参数变化为该碳量子点在未来的生物检测和成像领域提供了广阔的应用前景。     

硅量子点合成方法的研究进展

与传统的Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物相比,硅量子点性质独特,不仅无毒无害、环境友好,而且储量丰富,可以大量生产,目前已在光电子学、太阳能转换、生物传感器、荧光探针等方面具有广泛的应用.本文作者对液相合成方法、高温气相还原法和热分解法制备硅量子点进行了综述,并对硅量子点在光电器件领域的应用前景进行了展望.     

以CdS量子点为荧光探针测定痕量铜

以羧甲基纤维素钠（CMC）为稳定剂,在水相中制备了CdS量子点,基于Cu2+离子对量子点荧光的猝灭作用,建立了定量测定Cu2+离子的新方法。 CdS量子点对铜离子呈现出高选择性,除Co2+和Hg2+离子外,其它常见金属离子的存在对铜的测定几乎不产生干扰。 考察了不同缓冲体系及缓冲液pH值、量子点浓度、反应时间和反应温度等因素的影响,确定了Cu2+离子的最佳分析条件,即pH=5.6,磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液的浓度为0.033 mol/L,量子点的浓度为2.0×10-4 mol/L。 在最佳条件下,量子点的相对荧光强度与Cu2+离子的浓度呈很好的线性关系,该方法的线性范围为5.0×10-8~2.0×10-5 mol/L,线性回归方程为：F0/F=1.015 0+100 791.6c,检出限为8.0×10-9 mol/L。 本方法简单、快速,与文献报道的其它基于量子点荧光探针Cu2+离子分析方法相比,此法对Cu2+离子呈现出更高的选择性且具有更宽的线性检测范围。 将此法用于水样和人体头发等实际样品中Cu2+离子含量的测定,结果令人满意。     

镉(Ⅱ)-半胱氨酸配合物对CdS量子点的荧光增强作用及其在离子检测中的应用

合成了弱配体柠檬酸三钠修饰的CdS量子点(Cit-CdS QDs), 透射电子显微镜表征结果表明, Cit-CdS QDs的粒径分布均匀(4~6 nm), 分散性好。 研究了金属离子(银(Ⅰ)离子、镉(Ⅱ)离子)、巯基化合物(巯基乙酸、半胱氨酸)以及金属离子(银(Ⅰ)离子、镉(Ⅱ)离子)与巯基化合物形成的配合物对Cit-CdS QDs荧光的影响。 发现金属离子(银离子、镉离子)与巯基化合物(巯基乙酸、半胱氨酸)形成的水溶性配合物可以显著增强Cit-CdS QDs的荧光, 配合物对Cit-CdS QDs的增强程度比单独的金属离子或巯基化合物均要高, 而且配合物修饰的CdS QDs对铜(Ⅱ)离子的响应要高于单独用金属离子或巯基化合物修饰的量子点。 建立了铜(Ⅱ)离子高灵敏度荧光检测方法, 该方法检测范围宽(1.0×10^-8~1.0×10^-6 mol/L), 检测限低(1.0×10^-9 mol/L)且具有很好的选择性, 拓展了配合物作为量子点修饰剂的应用。     

具有酸度敏感性的氮掺杂碳量子点的水热法制备及表征

以柠檬酸钠为碳源,三聚氰胺为氮掺杂剂,在水热条件下得到无色溶液,经过过滤、离心、旋蒸、透析等系列纯化后即得发蓝色荧光的碳量子点,并对其性能进行了表征。透射电镜表明制备的碳量子点尺寸在5 nm左右,紫外光谱表明碳量子点有两个吸收峰,荧光光谱表明所制备的碳量子点在436 nm处具有独立于激发波长的发射峰,且具有较好的抗盐性和抗碱性。此外考察了碳量子点对不同p H值酸性溶液的敏感性,结果表明该碳量子点对于制备酸性p H传感器具有较好的应用潜力。     

脉冲电位法制备碳量子点及性能表征

以乙醇为碳源,邻苯二胺为掺杂剂,采用脉冲电位法制备了发黄色荧光的碳量子点,并对其性能进行了表征。透射电镜表明制备的碳量子点尺寸在5 nm以内,紫外光谱表明碳量子点有两个吸收峰,荧光光谱表明所制备的碳量子点在552 nm处具有独立于激发波长的发射峰,且具有较好的抗盐性和抗酸碱性。此外考察了碳量子点对金属离子的响应性能,结果表明该碳量子点在选择性检测Fe~(3+)方面具有潜在的应用价值。     

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。     

以油胺-硒化氢复合物为前体的脂溶性量子点的制备

报道了一种以油胺-硒化氢复合物为前体的脂溶性CdSe量子点的制备方法. 将新制备的H2Se气体通入到油胺中, 得到油胺-硒化氢复合物, 以此复合物作为前体, 采用溶剂热合成法制备了CdSe量子点, 并采用荧光光谱、电镜以及X射线衍射对其进行了表征. 结果表明, CdSe量子点为立方晶型, 荧光半峰宽较窄(25~40 nm), 荧光量子产率可达23%, 并且荧光发射光谱从480到610 nm连续可调. 该方法无须使用三烷基膦, 是一种价廉环保的量子点制备方法.     

不同环境因子作用下水溶性CdTe量子点的生长动力学研究

以硫普罗宁为稳定剂,水热法制备了水溶性CdTe量子点,系统研究了回流时间、反应物配比、pH值、反应温度和电解质种类等环境因子对量子点生长动力学及光物理性质的影响。结果表明,溶液的pH值及反应物配比对CdTe量子点的光物理性质均有重要影响。优化条件后,回流5 h可得到发射峰位于550 nm的CdTe量子点,其荧光量子效率高达52%;在氯化钠作用下,量子点生长加快,即高浓度氯化钠会减弱溶液中粒子间静电排斥,促进离子扩散,有利于量子点的生长;添加苯磺酸钠会抑制量子点的生长,有利于制备高荧光量子效率的小尺寸CdTe量子点。     

一种钙钛矿纳米晶核壳结构的制备及其在重金属离子检测中的应用

采用3种配体合成一种壳层很薄且无法将纳米晶完全包覆的钙钛矿纳米晶核壳结构,并通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）表征证明此不完全包覆的纳米晶核壳结构成功制备。相比于原始钙钛矿纳米晶,该钙钛矿量子点核壳结构具有较好的稳定性,可与相关金属离子接触发生电子转移,使量子点的荧光发生猝灭,达到检测重金属离子的目的。所制备的钙钛矿纳米晶核壳结构可灵敏地检测铜离子和汞离子,理论检出限分别为0.60 nmol/L和0.64 nmol/L。该研究对开发新型量子点荧光检测剂具有重要意义。     

川木香水热法一步合成荧光碳量子点及光学性能研究

以中药材川木香原药为碳源，采用水热法一步合成了荧光碳量子点。通过水热法实验条件优化，获得制备荧光碳量子点的最佳实验参数，通过透射电镜(TEM)对荧光碳量子点进行形貌表征，通过X射线光电子能谱分仪(XPS)对荧光碳量子点进行元素组成分析，通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱对荧光碳量子点进行了光学性能研究。结果表明：川木香用量1.00 g,水热反应温度180℃,水热反应时间2.0 h时，制备得到的荧光碳量子点光学性能最佳。荧光碳量子点平均粒径为5 nm,主要含有C元素和O元素，最大激发波长为360 nm,对应的发射波长为420 nm,特征吸收峰为280 nm,量子产率为12.9%。     

柠檬酸稳定的水溶性CdSe和CdSe/CdS量子点的荧光特性

用柠檬酸(citrate)作为稳定剂合成了尺寸分布集中、荧光性质良好的水溶性CdSe量子点。通过调节合成温度可以调控CdSe量子点的尺寸及相应的最大荧光发射波长。当温度由20 ℃增加到95 ℃时,合成的CdSe量子点的平均尺寸由2.0 nm增加到3.2 nm,相应的荧光发射峰由500 nm红移到570 nm,展现出明显的量子尺寸效应。进一步制备了CdSe/CdS核壳量子点,其荧光量子产率比CdSe增加了5～10倍。系统地研究了S/Se物质的量的比对CdSe/CdS量子点荧光特性的影响,通过XPS证实了CdSe/CdS量子点中CdS壳层的存在。利用红外光谱和核磁共振波谱表征了柠檬酸分子中的羧基和羟基氧原子与CdSe量子点表面的Cd离子的配位作用,进而揭示了柠檬酸分子对水溶性CdSe量子点溶液的稳定作用。     

载有量子点的介孔二氧化硅微球的制备与性能研究

采用自组装方法制备了一种磁核/介孔二氧化硅壳的微球, 调节体系中C₁₈TMS的加入量可控制介孔硅球的比表面积; 并通过化学修饰的方法对介孔微球表面进行巯基功能化修饰. 利用巯基与量子点之间的相互作用可将一定尺寸的量子点吸附于介孔二氧化硅球的孔中, 令介孔微球具有荧光效应; 同时可以利用吸附不同粒径的量子点的荧光光谱对介孔二氧化硅微球孔径的大小进行近似考察.     

痕量铜的CdS/ZnS量子点荧光猝灭测定

以巯基乙酸为稳定剂直接在水溶液中制备了CdS/ZnS量子点,考察了其荧光性质、稳定性等因素,并以该量子点为探针,建立了荧光猝灭法测定铜离子的分析方法.在最佳实验条件下,体系的相对荧光强度与铜离子的浓度呈线性关系:IF0/IF=1.264 02 0.018 88 ρ,其线性范围为 1.0～10 μg/L,线性回归系数为0.997 0,检出限为0.2 μg/L.     

超声电化学快速制备近红外CdTe量子点与细胞成像

针对当前水溶性量子点合成路线复杂、量子产率低的现状, 在无需N₂保护的条件下, 采用简便的超声电化学方法快速合成了CdTe量子点前驱体;并对不同条件下制得的前驱体加热回流, 得到水溶性、高质量的近红外CdTe量子点。产物的形貌、结构和组成通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射(XRD)等手段进行了表征。考察了超声电化学参数和回流条件对量子点荧光性质的影响。通过控制电流脉冲宽度、反应时间、反应温度等参数, 实现了CdTe量子点前驱体的可控制备;通过调节加热回流条件得到不同荧光发射波长的量子点;选用602 nm近红外发射波长的CdTe量子点标记了子宫颈癌细胞(Hela), 并采用共聚焦技术实现了肿瘤细胞的显微成像观察。和传统的量子点合成方法相比, 超声电化学方法具有合成路线简单、参数易调可控的特点;为高品质量子点的快速制备提供了新的思路, 拓展了超声电化学在纳米材料制备领域的应用。     

超声电化学快速制备近红外CdTe量子点与细胞成像

针对当前水溶性量子点合成路线复杂、量子产率低的现状,在无需N2保护的条件下,采用简便的超声电化学方法快速合成了CdTe量子点前驱体;并对不同条件下制得的前驱体加热回流,得到水溶性、高质量的近红外CdTe量子点。产物的形貌、结构和组成通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射(XRD)等手段进行了表征。考察了超声电化学参数和回流条件对量子点荧光性质的影响。通过控制电流脉冲宽度、反应时间、反应温度等参数,实现了CdTe量子点前驱体的可控制备;通过调节加热回流条件得到不同荧光发射波长的量子点;选用602 nm近红外发射波长的CdTe量子点标记了子宫颈癌细胞(Hela),并采用共聚焦技术实现了肿瘤细胞的显微成像观察。和传统的量子点合成方法相比,超声电化学方法具有合成路线简单、参数易调可控的特点;为高品质量子点的快速制备提供了新的思路,拓展了超声电化学在纳米材料制备领域的应用。