玉米苞衣热解法制备碳点及荧光猝灭法测定Hg2+

以农业废弃物玉米苞衣为碳源,采用一步热解法制备荧光碳点(CDs),利用透射电子显微镜、红外光谱、 X射线光电子能谱、紫外-可见光谱和荧光光谱等对CDs的结构和光学性能进行了表征。结果表明,制备得到的CDs呈球形,粒径约为5.5 nm,其表面富含羟基和羧基。CDs在紫外光照射下可以发出明亮的蓝色荧光。Hg²⁺对CDs溶液的荧光具有显著的猝灭作用,据此建立了检测Hg²⁺的新体系。在0～4.0μmol/L范围内,CDs溶液的荧光猝灭程度与Hg²⁺浓度呈良好的线性关系,检出限为0.011μmol/L。本方法适用于自来水和湖水水样中Hg²⁺的测定。     

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%。     

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。     

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.     

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.     

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。     

苯并噻嗪衍生物功能化的碳点用于检测银杏叶茶中的槲皮素

以柠檬酸和乙二胺为原料,通过一步水热法合成了表面富含羧基的荧光碳点（CDs）,经酰胺化偶联反应将苯并噻嗪衍生物（BT）修饰到CDs表面制得探针CDs-BT.采用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱对CDs-BT的结构和性质进行了表征;并将其用于快速、选择性检测槲皮素（QCT）.通过中心复合设计和响应曲面法评估并优化了检测过程中的操作参数,结果表明,在最佳操作条件下,对QCT检测的线性范围为2~22 μmol/L,检出限为0.717 μmol/L.研究表明,QCT对CDs-BT的荧光猝灭机理为静态猝灭.CDs-BT可用于银杏叶茶中QCT的检测,回收率为97.4%~101.6%.     

溶剂热插层法制备荧光石墨相氮化碳量子点及其在Fe3+检测中的应用

利用溶剂热法, 基于氢氧化钾的插层作用制备了荧光氮化碳量子点(g-C₃N₄ QDs). 所获得的氮化碳量子点具有良好的水溶性和荧光稳定性. 透射电子显微镜(TEM)照片显示, 氮化碳量子点的粒径约为2.3 nm; X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)结果表明, 氮化碳量子点表面存在大量的亲水基团; 荧光发射光谱(PL)结果表明, 氮化碳量子点具有激发波长依赖性. 基于三价铁离子(Fe³⁺)对荧光氮化碳量子点荧光的猝灭现象, 构建了一种用于检测Fe³⁺的荧光传感器, 在Fe³⁺浓度为5~100 μmol/L范围内, 检测体系表现出良好的线性关系, 检出限约为0.5 μmol/L, 实现了对Fe³⁺的高效、 灵敏、 选择性检测.     

基于碳点-铕的比率荧光探针可视化检测四环素

结合四环素对碳点(CDs)的荧光猝灭及对铕离子(Eu ³⁺)的荧光增强作用, 建立了一种肉眼可辨的比率荧光分析方法用于水样中四环素残留的便捷检测. 通过优化CDs/Eu ³⁺比例、 溶液pH值等实验条件, 使检测体系对四环素的荧光响应呈现由蓝色→粉色→红色的颜色转变过程, 易于通过肉眼进行分辨和半定量分析. 实验结果表明, 2种荧光探针响应比(I₆₁₈/I₄₄₀)的对数值与四环素的浓度在20~100 nmol/L范围内呈线性关系, 方法的检出限为1 nmol/L. 将该方法应用于江水样品中四环素的加标检测, 获得了较好结果.     

荧光素-层状双金属氢氧化物复合体的发光性能及对Fe3+的荧光识别

采用离子交换法合成了FLN/OS-LDH复合体(FLN: 荧光素, OS: 1-辛烷磺酸钠, LDH: 镁铝型层状双金属氢氧化物), 并研究了其光致发光和对Fe³⁺的识别性能. 固态时, FLN不发光, 而FLN/OS-LDH复合体呈黄绿色荧光(发射波长为565 nm), 是荧光素(FLN)的特征发射光. 在甲酰胺(FM)中可将该复合体方便剥离为胶状悬浮液, 其发射波长发生蓝移, 为绿光发射(531 nm). 研究了复合体剥离液对金属离子的荧光识别特性, 发现其对Fe³⁺的选择性识别能力很强, 远优于其它离子(Mg²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺和Hg²⁺). 该复合体与Fe³⁺结合发生荧光猝灭现象, 可将其用作检测Fe³⁺的荧光传感器. Fe³⁺检测限为1.27×10^-7 mol/L, 猝灭常数(K_sv)为3.44×10² L/mol.     

红色荧光碳点的制备及其对过硫酸根的检测

以对苯二胺为碳源,乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成红色荧光碳点(R-CDs)。 通过透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征。 合成的R-CDs粒径约为(3.63±0.20) nm。 R-CDs的最大激发和发射波长分别为480和620 nm,具有激发波长独立性,光稳定性好。 基于静态猝灭,R-CDs的荧光可以被过硫酸根(S₂O₈^2-)有效猝灭。 在2.5~120 μmol/L范围内,S₂O₈^2-的浓度与R-CDs的荧光猝灭程度呈线性关系,相关系数(R²)为0.9970,检出限为1.2 μmol/L,具有良好的选择性和高灵敏度。 同时,该荧光传感体系可应用于自来水和湖水样品中S₂O₈^2-的检测。     

以太西煤为碳源合成碳量子点用于铁离子检测的研究

以太西煤为碳源,采用硝酸氧化法辅助水热合成了具有绿色荧光的碳量子点(CDs)。该量子点具有良好的稳定性和水分散性,平均尺寸为3.64 nm。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪等对碳量子点的结构和光学性能进行表征。基于荧光猝灭原理,在最优检测条件下,Fe3+在0.6×10-6~2.5×10-6mol/L及3.0×10-6~21.0×10-6mol/L浓度范围内与CDs的荧光猝灭效率呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为6.7×10-7mol/L。     

铜离子与SALI3-2蛋白的相互作用

用1/2 MS固体培养基培养拟南芥幼苗, 研究了CuCl₂对转Sali3-2基因植株生长的影响, 发现转基因植株Sali3-2的表达可提高其耐受Cu²⁺胁迫的能力. 进一步克隆Sali3-2基因, 表达并纯化了缺失信号肽的 SALI3-2 蛋白. 利用固定金属离子亲和色谱(IMAC)分析发现, Cu²⁺ 能够与 SALI3-2 蛋白结合. 通过荧光光谱及圆二色光谱(CD)进一步研究了Cu²⁺ 与 SALI3-2 蛋白间的键合机理. 结果表明, Cu²⁺ 可引起SALI3-2 蛋白内源性荧光猝灭, 其猝灭机制为静态猝灭; Cu²⁺ 与SALI3-2 蛋白的结合常数为8.89×10⁶, 结合位点数为1.6. CD分析显示, Cu²⁺ 与SALI3-2 蛋白的结合未使SALI3-2 蛋白二级结构发生明显改变. 由此推测, 在高浓度铜离子胁迫下, SALI3-2蛋白通过结合一定数量的Cu²⁺使蛋白的构象发生改变, 这可能是SALI3-2蛋白的表达使植物耐受Cu²⁺胁迫能力提高的分子机制之一.     

基于铜离子介导的金银双金属纳米簇荧光探针检测草甘膦

基于铜离子(Cu²⁺)与巯基十一烷酸保护的金银双金属纳米簇(AuAgNCs@11-MUA)表面羧基以及草甘膦之间的竞争结合作用,构建了一种简单、灵敏的“turn-on”荧光方法用于草甘膦的定量检测。Cu²⁺可与AuAgNCs@11-MUA表面的羧基结合,导致其荧光猝灭;而Cu²⁺与草甘膦之间具有更强的配位能力,二者预先混合时,可阻断Cu²⁺与AuAgNCs@11-MUA之间的相互作用,体系的荧光处于“turn-on”状态,由此可实现对草甘膦的定量分析。在最优实验条件下,即体系pH=7.0、Cu²⁺和草甘膦孵育2 min,检测草甘膦的线性范围为0.025～1.0μg/mL,检出限(S/N=3)为8 ng/mL。以Cu²⁺和草甘膦为输入信号,构建了蕴涵分子逻辑门。本方法具有选择性好、响应速度快和灵敏度高等优点,可用于实际水样中草甘膦的检测。     

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.     

氮硫掺杂荧光碳量子点对水中汞离子的检测

基于Hg2+对碳量子点的荧光猝灭机制,建立了氮硫掺杂荧光碳量子点对水中Hg2+的快速检测方法。以柠檬酸钠、废水和二硫化四甲基秋兰姆作为碳、氮和硫源,通过一步水热法合成荧光碳量子点（CQDs）。考察了其光谱性质及pH值、反应时间、组分含量对荧光强度的影响,在其对Hg2+的检测过程中进一步考察荧光猝灭与反应时间、pH值的关系,并对猝灭反应动力学机理进行了分析。实验结果表明,Hg2+对CQDs的荧光猝灭反应快速,且溶液pH 7.0时荧光猝灭效果最优;荧光CQDs对Hg2+的荧光响应具有很好的选择性和抗干扰能力。在优化条件下,基于荧光CQDs的检测方法对Hg2+的检出限为0.95 μg/L,线性范围为1～6 μg/L。以地表水考察该方法的准确性,水样的加标回收率为100%～126%,相对标准偏差（RSD）为0.31%～3.9%。该方法适合于废水中Hg2+的现场、快速、便捷检测。     

CdTe/CdS半导体量子点作为农药百草枯的高灵敏传感器

用硫普罗宁(Tiopronin, TP)作为稳定剂合成了水溶性的高荧光CdTe/CdS量子点. 研究了该量子点与10种农药的相互作用. 实验发现, 当农药浓度为4.76×10^-6 mol/L时, 农药百草枯(Paraquat)能显著猝灭CdTe/CdS量子点的荧光, 使其荧光强度下降87.3%, 而分别加入乙酰甲胺磷及辛硫磷等其它9种农药, 仅能使CdTe/CdS量子点的荧光强度下降0.1%～5.1%, 显示了该CdTe/CdS量子点对百草枯的特异性传感作用. 采用吸收光谱和时间分辨荧光动力学研究了百草枯对CdTe/CdS量子点的荧光猝灭机理. 计算得出荧光强度猝灭的Stern-Volmer常数K为2.03×10⁶, 而寿命猝灭的Stern-Volmer常数K为4.25×10⁵. 结果表明, 百草枯对CdTe/CdS量子点的荧光猝灭主要为静态过程, 而动态过程的贡献较小. 利用二者的猝灭作用建立了对农药百草枯的高灵敏检测新方法, 校正曲线的线性范围为9.90×10^-9～1.50×10^-6 mol/L, 检出限为6.35×10^-9 mol/L, R=0.999. 用该方法对3种食品和3种水样中残留农药进行了检测, 加标回收率均在82.2%～98.5%之间, 其相对标准偏差为2.62%~8.35%.     

含磺酸根侧链的聚苯乙炔-吡啶类共轭聚合物的荧光传感性能

利用Sonogashira偶合反应合成了两种新的含磺酸根侧链的聚苯乙炔-吡啶类共轭聚合物P1, P2. 通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性质及Cu^2＋传感检测进行了研究. 结果表明, 按一定比例嵌段引入吡啶环的聚合物P1能有效地改善共轭主链的刚性, 提高检测的灵敏度, 使共轭聚合物具有更优异的荧光化学传感性能. 在甲醇溶剂中, P1 的荧光能被Cu^2＋有效地猝灭, 相对单体模型分子PESO₃, 其响应信号扩大222倍.     

微波辅助法合成硼、氮掺杂碳点用于检测抗坏血酸

以乙二胺为碳源和氮源,4-羟基苯硼酸为硼掺杂剂,采用微波辅助法一步合成了硼、氮掺杂碳点(B,N-CDs)。通过透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱对其形貌、光学性质等进行表征。B,N-CDs的最大激发和发射波长分别为400和510 nm。以硫酸奎宁为参照,B,N-CDs的相对量子产率为9.94%。Fe³⁺的存在可使此CDs的荧光猝灭,而抗坏血酸(AA)可通过将Fe³⁺还原为Fe²⁺,使B,N-CDs的荧光恢复,基于此,建立了一种检测AA的荧光分析方法。本方法对AA具有良好的选择性,在1.0～80.0μmol/L浓度范围内,B,N-CDs的荧光恢复程度与AA的浓度呈良好的线性关系,检出限为0.49μmol/L(S/N=3)。将此方法应用于果汁中AA的测定,结果较好。