氮磷共掺杂碳量子点“关-开”型荧光探针检测氨苄青霉素的研究

本文以柠檬酸三钠、11-氨基十一烷酸、NaH_2PO_4和聚乙二醇为原料,用微波法合成了氮磷共掺杂荧光碳量子点(NPCQDs),并通过紫外、荧光、红外光谱进行表征。在黄芩苷作用下,可使NPCQDs荧光猝灭,而体系加入氨苄青霉素时可使体系荧光得以恢复。基于此荧光碳量子点"关-开"原理,建立了测定氨苄青霉素的新方法。并考察缓冲溶液pH、温度、时间等条件的影响。研究表明,在pH=8.6的Tris-HCl缓冲溶液中,黄芩苷浓度为1.0×10~(-4) mol·L~(-1)条件下,氨苄青霉素浓度在1～70μmol·L~(-1)范围内与荧光碳量子点的恢复程度呈现良好的线性关系,相关系数R~2=0.9926,检出限为7.9×10~(-7) mol·L~(-1)。该方法应用于测定样品中氨苄青霉素的含量,结果较好。     

菜花碳量子点的一步合成及其与塞克硝唑的相互作用

以菜花为碳源,通过一步水热法合成了绿色荧光碳量子点,通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、红外光谱对其发光特性进行了研究,测定了其荧光寿命及量子产率。研究发现,塞克硝唑对该碳量子点荧光具有明显的猝灭作用,在pH 7.10的Tris-HCl缓冲溶液中,碳量子点的荧光猝灭强度与塞克硝唑浓度在7.0×10~(-7)~3.0×10~(-5)mol/L范围内呈线性,相关系数为0.9991,方法检出限为1.9×10~(-7)mol/L。该方法用于样品中塞克硝唑的测定,回收率为98.8%~101.5%。通过荧光寿命和吸收光谱的变化以及温度对猝灭常数的影响,确定该碳量子点与塞克硝唑的猝灭机理为动态猝灭。     

碳点/β-环糊精复合物的制备及其用于尿酸检测的研究

以柠檬酸三钠为碳源,采用微波辅助制备碳点,用β-环糊精(β-CD)和碳点复合制备出碳点/β-CD复合物,并用荧光、紫外、红外光谱等进行表征。在pH=6.6的磷酸盐缓冲溶液中,尿酸可使碳点/β-CD复合物的荧光增强,探讨了反应时间、反应温度、缓冲溶液及pH对荧光增强程度的影响,建立了测定尿样中尿酸含量的方法。碳点/β-CD复合物荧光增强程度与尿酸浓度在1.0×10^-6 mol·L^-1~3.0×10^-5 mol·L^-1范围内有良好的线性关系,回归方程为ΔF=4.8517 c+0.0106,相关系数r=1.00,检出限为4.7×10^-7 mol·L^-1。将该方法用于测定尿样中尿酸的含量,得到了令人满意的结果。     

碳量子点荧光传感法测定牛奶中的三聚氰胺

基于碳量子点溶液荧光被汞离子猝灭后加入三聚氰胺又能恢复荧光的特性建立了一种测定三聚氰胺的简易方法。研究了碳量子点、碳量子点-Hg~(2+)和碳量子点-Hg~(2+)-三聚氰胺体系的Zeta电位,提出了该测试体系荧光猝灭与恢复是由碳量子点表面电荷改变引起的机理。研究了碳量子点浓度、猝灭剂汞离子用量、溶液pH、反应时间等因素对测定体系荧光猝灭与恢复的影响,确定了最佳测定条件。在最佳测定条件下,三聚氰胺在0.05~4.0μg/mL浓度范围内与体系荧光恢复程度呈线性关系,其线性方程为:y=1.135+0.9673c,线性相关系数R~2=0.9966,检出限为0.01μg/mL,能满足实际样品中三聚氰胺检测的要求。     

基于碳量子点荧光探针测定法莫替丁的研究

以木炭为碳源,采用回流的方法制备了碳量子点。用荧光光谱、紫外光谱法研究了该碳量子点与法莫替丁的相互作用。实验发现,在pH为7.1的Tris-HCl缓冲溶液中,法莫替丁的加入可使碳量子点荧光信号显著增强,其浓度在8.0×10~(-9)~1.0×10~(-7) mol/L范围内与碳量子点荧光信号强度的增加值△F呈良好的线性关系,相关系数r为0.9993。据此,提出了以碳量子点为荧光探针测定法莫替丁的新方法,方法检出限(3s/k)为2.0×10~(-9) mol/L。该方法简便、快捷、灵敏,应用于样品中法莫替丁含量的测定,回收率范围为98.50%~103.2%。     

基于荧光共振能量转移的金纳米粒子/碳量子点荧光纳米探针检测精氨酸

利用碳量子点(CQDs)和金纳米粒子(Au NPs)间的荧光共振能量转移(FRET)效应成功实现了精氨酸的快速检测。采用一步微波辅助法合成具有优良荧光性能的碳量子点(CQDs),并对Au NPs/CQDs复合材料进行相应表征,分析了其猝灭和检测机制。对Au NPs/CQDs的添加量、p H值和反应时间进行了优化。在优化条件下,将此荧光体系用于精氨酸含量的检测,结果表明,荧光强度和精氨酸浓度在0.1~10.0μmol/L范围内呈良好的线性关系(R~2=0.993),检出限为5.8 nmol/L。采用本方法测定了葡萄汁中精氨酸的含量,回收率为105.4%~110.8%,表明本方法可用于果汁中精氨酸的实际检测。     

碳量子点的绿色合成及检测水体中苦味酸

以香蕉为碳源,采用绿色、经济的一步溶剂水热法合成得到了水溶性好、稳定性高的蓝色荧光碳量子点。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等方法对样品的形貌、结构和光谱性能进行了表征。苦味酸对该碳量子点荧光具有猝灭作用,其荧光猝灭程度与苦味酸浓度在0.5~30.4μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为9.48×10-8mol/L(S/N=3)。方法用于实际样品中苦味酸的测定,回收率为96.4%~101.4%。通过吸收光谱的变化确定了二者的猝灭类型。     

盐酸多西环素与碳量子点相互作用的荧光猝灭效应

以白糖为碳源,采用一步水热法合成了发光碳量子点(CQDs)。用荧光光谱、紫外-可见光谱、红外光谱对其发光特性进行了研究,测定了其荧光寿命。研究了盐酸多西环素与该碳量子点的相互作用。实验表明,在pH 7.96的BR缓冲介质中,盐酸多西环素对CQDs荧光强度有明显的猝灭作用,提出了基于CQDs为探针测定盐酸多西环素的新方法。方法线性范围为2.0×10~(-7)~3.0×10~(-5)mol/L,相关系数r=0.9992,检出限为1.94×10~(-7)mol/L。该方法用于样品中盐酸多西环素的测定,回收率为97.2%~99.5%。通过测定温度对猝灭常数的影响以及吸收光谱的变化确定了二者的猝灭类型。     

野酸枣氮掺杂荧光碳量子点高灵敏检测Hg2+

以天然产物野酸枣和色氨酸为原料,通过水热法一步合成量子产率为16.9%的氮掺杂荧光碳量子点。该碳量子点具有良好的水溶性和耐光性,在高盐环境中也呈现出了较高的稳定性。应用荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对碳量子点进行了表征。此外,Hg^2+能够有效地猝灭碳量子点的荧光,猝灭机理为电子转移的动态猝灭。基于此,可将碳量子点作为荧光探针检测Hg^2+。方法对Hg^2+的检测范围为1~50 nmol/L,检出限为0.26 nmol/L,能够应用于实际水样中Hg2+含量的测定。     

温敏性碳量子点的快速制备、荧光性质及细胞成像应用

以草酸和尿素为碳源,超纯水为溶剂,采用微波方法快速合成了具有热敏性的氮掺杂碳量子点,对其形貌、结构、荧光性质和荧光强度的影响因素,以及细胞毒性进行了测试和讨论,并用于小鼠结肠癌细胞(CT26.WT)成像。结果表明,制备的碳量子点近似球形,粒径约3.8 nm。碳量子点具有良好的温度响应的荧光性质。在10~80℃温度范围内,相对荧光强度与温度之间存在良好的线性关系。随着温度的增加,碳量子点的荧光强度减小,温度从10℃升至80℃,相对荧光强度减少了25%,当温度反向降低时,其荧光强度恢复到原始值。碳量子点温度与荧光强度之间的线性关系,使之在温度响应的荧光传感领域具有潜在的应用价值。对碳量子点进行氮掺杂能有效提高其荧光量子产率,当草酸和尿素质量比为3∶1时,荧光量子产率最高,为9.5%。另外,合成的碳量子点还具有优异的抗盐性能、强稳定性等特点,不仅能有效被CT26.WT细胞吞噬,还显示出低毒性和生物相容性,MTT分析结果表明,在1 000μg·mL~(-1)的碳量子点存在下,CT26.WT细胞存活率达85%,荧光碳量子点有望作为温敏性的荧光纳米探针在细胞研究领域得到应用。     

中温煤沥青基碳量子点的制备与结构解析

以中温煤沥青为碳源，采用HNO₃预处理结合球磨过程及双氧水氧化刻蚀的方法制备沥青基荧光碳量子点，以CQDs的收率和荧光量子产率为目标，获得最优制备条件：反应时间6 h、H₂O₂加入量100 mL （c-CQDs），此时，CQDs收率和荧光量子产率分别为6.3%和11.2%，且尺寸均匀、粒径分布在4-14 nm。延长反应时间至8 h （a-CQDs），碳量子点团聚；H₂O₂用量增加至120 mL （b-CQDs）则导致碳量子点氧化过度，颗粒小且杂乱无章。对不同条件下所制备的CQDs进行XPS、红外光谱、热重、¹³C NMR、Raman和晶相分析，探究反应条件对CQDs结构的影响规律。结果表明，就碳含量而言，a-CQDs > b-CQDs > c-CQDs，氧元素含量则为b-CQDs > c-CQDs > a-CQDs。各CQDs结构中C主要以芳碳形式存在，c-CQDs的C=O、O-C=O含量最高，而b-CQDs的C-O含量最高，¹³C NMR分析发现CQDs中表征平均芳环尺寸大小的X_b约为0.5，相应地，其平均芳环数约为3。     

碳量子点/壳聚糖复合物的制备及用于槲皮素检测

以柠檬酸三钠、11-氨基十一烷、聚乙二醇400为碳源,利用微波法制备了碳量子点,将其与壳聚糖反应,制备出碳量子点/壳聚糖复合物。采用荧光、紫外、红外光谱等对碳量子点和碳量子点/壳聚糖复合物进行表征,探究了温度、时间、缓冲溶液及pH对体系荧光强度的影响。在pH 7.6的硼酸—硼砂缓冲介质中,槲皮素可使碳量子点/壳聚糖复合物发生荧光猝灭,其猝灭程度与槲皮素浓度呈良好的线性关系,据此建立了碳量子点/壳聚糖荧光猝灭法测定槲皮素的新方法,方法线性范围为4~40μmol/L,相关系数为0.9940,检出限为0.5μmol/L。方法已应用于测定本地甜瓜中槲皮素的含量。     

水溶性近红外Ⅱ区荧光Ag2Te量子点的合成

量子点具有独特的光学性质, 在生物医学领域有着广泛的应用. Ag₂Te作为Ⅰ-Ⅵ族量子点中的一员, 因具有生物毒性小和带隙窄等优势而备受关注, 但是目前直接合成水溶性Ag₂Te量子点的方法较少, 而且可调节的荧光发射波长范围有限. 本文提出了一种合成荧光发射波长位于近红外Ⅱ区窗口的水溶性Ag₂Te量子点的新方法. 该方法以硝酸银为银前体, N-乙酰-L-半胱氨酸为配体, 碲前体利用硼氢化钠还原亚碲酸钠得到, 反应条件温和(室温、 大气氛围)且不涉及有毒的有机试剂, 绿色环保. 通过进一步的阳离子处理钝化其表面缺陷, 可以得到尺寸均一的超小粒径水溶性Ag₂Te量子点, 量子点的荧光发射波长为1160 nm, 量子产率为8.0% (以IR26染料为参照). 该方法所合成的Ag₂Te量子点具有良好的生物相容性, 注入小鼠体内后能观察到明显的近红外荧光, 具有进一步生物应用的潜力.     

硅掺杂碳量子点荧光猝灭法测定水样中铜(Ⅱ)

3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)与戊二醛(GA)混合前驱物合成的硅掺杂碳量子点(SDCQDs),其最大吸收、激发和发射波长分别为259,245,395 nm,量子产率为13.60%,XPS谱图表明碳量子点掺杂Si,且富含甲亚胺基团和硅氧键。Cu~(2+)对碳量子点荧光产生猝灭作用,依据Cu~(2+)浓度与碳量子点荧光强度猝灭率的相关性,建立碳量子点荧光探针测定水样中Cu~(2+)的分析方法,其它金属离子对Cu~(2+)干扰程度较小,回收率为91.4%~100.8%,检出限为0.13μmol/L,相对标准偏差为0.20%~0.92%。     

CdSe/CdS/SiO2复合纳米球的制备及发光性能

采用两相法合成了CdSe/CdS核-壳结构的量子点, 用氨水催化水解正硅酸乙酯制得复合结构的CdSe/CdS/SiO₂发光纳米球. 通过对量子点用量、氨水用量、反应时间及溶剂比例等实验条件的调节, 得到了单分散性较好, 尺寸在23~145 nm的复合发光纳米球. 利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱对其发光性能进行了研究, 同时利用透射电镜(TEM)观察复合纳米球的形貌. 结果表明, 复合发光纳米球样品的最高荧光量子产率可达8%.     

一锅溶剂热法制备具有不同形貌特征的CdSe量子点负载石墨烯

利用Hummer氧化法制备了氧化石墨烯,并对氧化石墨烯的NaBH₄化学还原法和乙二胺溶剂热还原法进行了比较,发现用乙二胺还原后可在石墨烯表面引入含氮基团,增加片层间的距离,提高分散性。采用乙二胺溶剂热还原法,发展了一锅法制备CdSe量子点负载石墨烯的简易方法。对CdSe量子点负载石墨烯的表征分析结果显示,氧化石墨烯在负载CdSe量子点的同时自身被还原,氧含量显著减少,而还原后的石墨烯表面引入了含氮基团。考察了反应温度及反应时间的影响,研究结果表明,反应温度的变化对氧化石墨烯的还原过程影响不大,而反应时间的影响相对明显。随着反应时间的延长,石墨烯的还原程度越高,石墨烯表面负载的CdSe则由量子点由颗粒逐渐长大成为纳米棒和支化的星状纳米结构。通过调控反应条件可在控制氧化石墨烯还原程度的同时改变石墨烯表面所负载CdSe量子点的形貌,这为形貌可控的CdSe量子点负载石墨烯的制备提供了一种有效方法。     

基于氮掺杂碳量子点荧光猝灭效应检测Fe3+

碳量子点光致发光性质取决于尺寸大小和表面官能团的性质.本研究以还原冶炼过程产生的生物质焦油为前驱体,采用小分子乙二胺进行氮掺杂,通过一步水热法合成荧光产率高、分散性能好的氮掺杂碳量子点,基于Fe3+对氮掺杂碳量子点选择性荧光猝灭效应,实现了对Fe3+快速准确检测.合成的氮掺杂碳量子点为规则的球形,尺寸均一,平均粒径为2.64 nm,晶面间距为0.25 nm,具备石墨碳晶格(100)晶格结构,其荧光量子产率为26.1%;Fe3+与N-CQDs表面官能团配位络合致使N-CQDs荧光猝灭,Fe3+浓度在0.23~600μmol/L范围内,与氮掺杂碳量子点荧光猝灭程度呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为230 nmol/L.     

一锅溶剂热法制备具有不同形貌特征的CdSe量子点负载石墨烯

利用Hummer氧化法制备了氧化石墨烯,并对氧化石墨烯的NaBH4化学还原法和乙二胺溶剂热还原法进行了比较,发现用乙二胺还原后可在石墨烯表面引入含氮基团,增加片层间的距离,提高分散性。采用乙二胺溶剂热还原法,发展了一锅法制备CdSe量子点负载石墨烯的简易方法。对CdSe量子点负载石墨烯的表征分析结果显示,氧化石墨烯在负载CdSe量子点的同时自身被还原,氧含量显著减少,而还原后的石墨烯表面引入了含氮基团。考察了反应温度及反应时间的影响,研究结果表明,反应温度的变化对氧化石墨烯的还原过程影响不大,而反应时间的影响相对明显。随着反应时间的延长,氧化石墨烯的还原程度越高,石墨烯表面负载的CdSe量子点则由颗粒逐渐长大成为纳米棒和支化的星状纳米结构。通过调控反应条件可在控制氧化石墨烯还原程度的同时改变石墨烯表面所负载CdSe形貌,这为形貌可控的CdSe量子点负载石墨烯的制备提供了一种有效方法。     

One‐Pot Green Synthesis of Nitrogen‐Doped Carbon Quantum Dots for Cell Nucleus Labeling and Copper(II) Detection

The doping of nitrogen into carbon quantum dots is vitally important for improved fluorescence performance. However, the synthesis of nitrogen‐doped carbon quantum dots (N‐CQDs) is usually conducted under strong acid and high temperature, which results in environmental pollution and energy consumption. Herein, the N‐CQDs were prepared by a mild one‐pot hydrothermal process. The hydrothermal reaction temperature was adjusted to control the particle size, nitrogen/carbon atomic ratio, and quantum yield. The products were water soluble with a narrow particle size distribution and good dispersion stability over a wide pH range. The N‐CQDs could penetrate into the HeLa cell nucleus without any further functionalization. Moreover, the fluorescence of N‐CQDs could be selectively quenched by Cu²⁺, which suggested applications for the detection of Cu²⁺ in human plasma.