用于快速检测铅离子的新型双发射碳点比率荧光探针

碳量子点(CQDs),一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,是近年来生物传感应用研究的热点材料。铅在化妆品、工业污染等环境的来源众多,吸入或误食吸附在颗粒物上的铅都会造成铅中毒,从而引发各种疾病,因此快速检测Pb²⁺含量在临床医学应用中极其重要。基于CQDs的荧光特性,提出了一种新型蓝、红双发射比率荧光探针用于快速检测Pb²⁺含量,采用透射电子显微镜、荧光光谱等多种手段对探针的形态结构与性质进行表征、检测和分析,对Pb²⁺响应探针的光学特性以及应用可行性等进行了深入研究。双发射碳点通过与自身的对比标定,有效避免外界环境的干扰,从而提高对被测物浓度的检测效果和灵敏度。该探针采用水相合成,步骤简单可重复性高,且能够在短短几秒内对Pb²⁺实现快速响应,检测过程无需借助大型仪器,仅在紫外灯辅助下便可裸眼观测到比率探针荧光从蓝色到红色的变化,可用于即时检测。在符合目前医学应用的Pb²⁺浓度范围0～0.5 mg·L^-1内,两种荧光基团之间的荧光强度比I_BCD...     

电化学刻蚀制备的荧光碳纳米颗粒

以纯石墨作电极、乙二胺四乙酸二钠溶液作电解液制备了具有荧光性质的碳纳米颗粒。利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计分析了碳纳米颗粒的光吸收和荧光发射特征,利用透射电镜和电子能谱分析了碳纳米颗粒的尺寸、晶体状态和成分。结果表明,碳纳米颗粒仅有几纳米,呈分散状态;在325 nm附近具有强的光吸收并表现出强的蓝光发射特征。研究了电解质溶液的种类、浓度等对碳纳米颗粒荧光发射的影响,讨论了碳纳米颗粒的荧光发射机理。     

基于双发射碳点的荧光探针构建及对水中铜离子的检测

为克服测试时环境变化对荧光检测的影响,我们设计合成了比率型荧光探针,利用双波长的荧光发射来有效消除背景干扰。本文以邻苯二胺、四硼酸钠和1-甲基-3-烯丙基咪唑溴盐为反应前体,利用一步水热法合成了基于碳点双发射的荧光探针L-CDs,并实现了对铜离子(Cu2+)的双信号响应。L-CDs表现出荧光双发射现象,当激发波长为380 nm时,呈现出440 nm和570 nm的双发射峰。Cu²⁺可使探针在440 nm处的荧光发射强度减弱,同时570 nm的荧光发射峰增强。Cu²⁺浓度在0.04～0.244 mmol/L范围内时,与荧光比率信号(F570/F440)表现出良好的线性相关,检出限(LOD)为0.6μmol/L。所构建的荧光探针可用于实际水样中Cu²⁺的检测,回收率为99.4%～101.8%。     

稀土掺杂纳米晶体荧光发射性质的调控

稀土掺杂纳米体系的荧光发射过程主要取决于稀土离子的性质和基质结构。对于给定体系,可控荧光性能的构筑包括改变纳米颗粒自身性质和外部条件两个方面。改变颗粒自身性质的途径主要包括调节纳米晶体的成分、结构、掺杂元素的性质、浓度及颗粒的大小、形貌、表面修饰以及通过纳米金属结构实现的金属增强等。外部环境的改变则主要包括颗粒的环境温度和泵浦方式等。本文阐述了影响荧光发射的主要因素和调控荧光性质的主要途径, 并着重对晶体结构变化和稀土共掺杂所引起的局域对称性和相互作用变化进行讨论。     

离子辐照与碳纳米结构体的合成

阐述了在离子辐照下生成各种碳纳米结构体研究的发展现状,探讨了相应的生长机制和一些相变机理 ,提出了一些有待解决的问题 ,并对其发展方向作了展望. The synthesis of carbon nanostructures, such as fullerenes, nanotubes, onions and diamond, by using ion irradiation, has been reviewed and the growth mechanisms of these carbon nanostructures as well as their phase transitions are simply discussed. It shows that high density plasma engendered by ion irradiation plays an important role in the growing of carbon nanostructures. In addition, it indicates that ion irradiation, due to its great flexibility of experimental parameters, is enormously convenient in...     

胶体金纳米颗粒的荧光光谱特性

研究了胶体金纳米颗粒的荧光激发光谱和荧光发射光谱特性.增大激发光的波长,发射峰相应红移并在629nm达到最强,对应的灵敏激发波长为473nm.增加金纳米颗粒粒径,观察到发射谱的峰值先增大然后减小.发射峰产生的原因在于电子与带间空穴的复合导致非线性共振光散射.发射峰强度和金颗粒粒径的关系可以用表面等离子体震荡引起的局域场增强来解释,数值计算结果和实验结果能较好的吻合.     

功能化荧光碳纳米点的一步法制备及其光谱研究

以肝素钠为碳源,采用水热法一步制备了表面功能化的荧光碳纳米点。利用透射电镜、红外光谱、光电子能谱及荧光发射光谱对其形貌、结构和光致发光性质进行了测试分析。研究结果表明,碳纳米点具有较为均一的尺寸和较强的荧光,并且保留了碳源中大量的官能团。制备得到的碳纳米点可应用于Cu2+的检测,显示了其作为离子传感器材料的潜在应用价值。     

含硫磷酸钙纳米颗粒的制备及对铅离子的高效选择性去除

用一种简易共沉淀法制备了非晶含硫磷酸钙（SCP）材料,实现硫原子原位引入磷酸钙纳米颗粒中,并研究了其对Pb（II）的吸附特性和机理。与羟基磷灰石相比,SCP对Pb（II）的去除性能显著增强,在10 min内能快速将20 ppm的Pb（II）溶液降低至饮用水标准下。由Langmuir吸附等温线模型计算可知,SCP对Pb（II）的最大饱和吸附量高达1720.57 mg/g,这个数值远远超过以往所报道的绝大部分吸附剂材料。在竞争离子Ni（II）,Co（II）,Zn（II）和Cd（II）共存的条件下,SCP还表现出对Pb（II）的选择性去除。研究表明,SCP对Pb（II）超高的去除效率和优异的亲和力归因于其可通过溶解沉淀和离子交换反应在其表面形成棒状的羟基磷酸铅晶体,以及形成沉淀物硫化铅。SCP以其对Pb（II）快速、高效和优异选择性成为在实际铅污染治理中的理想材料.     

基于点击化学的铕配合物纳米颗粒对Cu(Ⅰ)离子的检测

制备了Eu(Ⅲ)配合物纳米颗粒并对其进行表面修饰以用于Cu(I)离子的检测。所采用的探测机制是源于Cu(I)离子催化的末端炔基和叠氮基团之间的1,3极性环加成。通过该反应,在Eu3+配合物纳米颗粒(给体)和一种荧光染料分子(受体)之间建立了共振能量传递关系。因为点击反应的速度正比于Cu(I)离子的浓度,因此通过监测染料分子荧光强度的变化即可检测出Cu(I)离子的浓度。基于共振能量传递机制和点击反应的敏感性,浓度为微摩尔量级的Cu(I)离子可以被探测到。     

利用铽离子与钙调素的荧光熄灭作用测定精锡矿中铅

铅对铽离子与钙调素 (Ca M)所形成的配合物 (Tb4· Ca M)的荧光具有熄灭作用。在 p H=5 .5的 HAc-Na Ac缓冲溶液中 ,不断通入 N2 防止 O2 干扰 ,建立了测定 Pb2 的新方法。 Pb2 浓度在 0 .0 92 5—16 .5 6 μg/ m L范围内与 ΔIF 具有良好的线性关系 ,检出限为 0 .0 6 3μg/ m L,相对标准偏差为 2 .6 %。实验考察了共存常见离子的干扰。该法用于精锡矿中铅含量的测定 ,平均回收率为 97.2 %。结果满意。     

Tb掺杂氟化铅晶体的发光特征

用非真空Bridgman方法制备了掺有Tb杂质的氟化铅（PbF2:Tb)晶体,闯杂浓度从0.008at.%至0.6at.%。在室温下测量了该晶体的吸收和发射光谱,发现该晶体在X－射线和紫外线激发下均能够发出比较强的荧光。FbF2:Tb晶体的光吸收起源于Tb^3 离子的4f-4f跃迁,而其光发射则源于Tb^3 离子的电子分别从其激发态^5D3和^5D4能级路迁到基态^7Fj(J=6,5,4,3,2)。 荧光强度随掺杂浓度的提高而提高,当Tb^3 离子浓度较低时,以^5D3→^7FJ跃迁发射为主,当Tb^3 离子浓度较高时,则以^5D4→^7FJ跃迁发射为主。在同一晶体中,发光强度随中心所占晶格位置的改变而改变,反映出Tb^3 离子在PbF2晶体中的分布具有分凝系数大于1的特征。推测Tb^3 离子在PbF2晶体中占据Pb格位,同时产生间隙F^-离子缺陷来平衡电价。     

Unexpected Fluorescence of Polyols and PEGylated Nanoparticles Derived from Carbon Dot Formation

Synthesis of nanoparticles in high‐boiling alcohols (so‐called polyol synthesis) and surface functionalization of nanoparticles with polyethylene glycol (so‐called PEGylation) in combination with certain heating are often accompanied with an intense fluorescence in the blue to green spectral range. Based on the polyol synthesis of Zn₃(PO₄)₂ nanoparticles and a critical consideration of the relevant experimental conditions—including the presence of nanoparticles, the role of dissolved metal salts (ZnCl₂, MgCl₂, KCl), the type of the polyol (DEG, GLY, PEG400), the temperature and time of heating (150–230 °C, 1–6 h)—we can correlate the observed fluorescence to the formation of carbon dots (C‐dots) stemming from thermal decomposition (i.e., dehydration and carbonization) of the polyol. Thus, the thermal decomposition of polyols results in C‐dots with a diameter of 3–5 nm at narrow size distribution. The formation of C‐dots is confirmed by transmission electron microscopy (TEM), high‐resolution TEM (HRTEM), X‐ray powder diffraction (XRD), Fourier‐transform infrared spectroscopy (FT‐IR), and fluorescence spectra.     

ICP-AES法对茶叶捕集水溶液中镉(Ⅱ)、铅(Ⅱ)行为的研究

用ICPAES法研究了绿茶和红茶对水溶液中镉(Ⅱ)、铅(Ⅱ)的捕集行为,考察了时间、pH、温度等因素的影响。结果表明,绿茶对水中镉(Ⅱ)、铅(Ⅱ)的捕集30min基本达到平衡,而红茶的捕集平衡时间约为60min。当pH<4时捕集率随pH值减小而显著降低,当pH>4时捕集率变化趋缓;当pH<6时茶样对铅(Ⅱ)的捕集率大于镉(Ⅱ),而当pH>6之后则正相反,这与不同酸度的溶液中茶叶的带电状态及镉(Ⅱ)、铅(Ⅱ)的形态分布有关。升高温度有利于绿茶对镉(Ⅱ)、铅(Ⅱ)的捕集,而红茶变化不大;捕集后的镉(Ⅱ)、铅(Ⅱ)在25℃下用水洗脱困难,其中绿茶与铅(Ⅱ)的相互作用较强。     

Spontaneous Agglomeration of Silver Nanoparticles Deposited on Carbon Film Surface

The spontaneous aggregation of silver nanoparticles on a two-dimensional surface at room temperature is investigated. The nanoparticles were deposited on a carbon film and have been observed by a transmission electron microscope (TEM) for over one year. These particles were about 10nm, spherical and well dispersed initially, and an obviously spontaneous agglomeration was observed at the 12th day, the values, coverage rate of the silver particles on carbon film, were increased with time (before 40th day), but reduced with time (after 40th day). These show that the aggregates of the particles tend to have the smallest surface to reduce their surface free energy and are compact three-dimensional cluster in which the most size is above 100nm. Agglomerating is a successively slow diffusion-limited aggregation (DLA) growth. Another phenomenon, a big aggregate gathering some particles and a small aggregate to form a still bigger one, is observed. This indicates that the aggregating processes are controlled by migration of the particles on carbon film surface and surface energy of the particles.     

碳离子辐照细胞的相对生物学效率

研究了传能线密度(LET)≥125.5keV/μm的碳离子辐照小鼠黑色素瘤B16、人的宫颈癌HeLa、中国仓鼠肺V79、人的肝癌SMMC-77214种细胞的相对生物学效率(RBE).得到了当LET=125.5keV/μm时,RBE依赖于细胞种类并随细胞存活水平的升高而增加的关系,以及当LET≥125.5keV/μm时,RBE随着LET的增大而变小的关系.     

槲皮素包裹修饰硅包银纳米颗粒作为荧光传感器对铜离子的识别作用

制备了一种基于天然产物槲皮素接枝硅包银核壳结构的纳米荧光传感器(Ag@SiO₂@Qc),对铜离子具有好的选择性和灵敏性。Ag@SiO₂@Qc与Cu2+离子结合后,荧光发射强度发生猝灭,并且可通过荧光滴定光谱得到了荧光滴定曲线：y = -32.864x+587.59(R2=0.998),其线性范围分别为：3×10-7~4.8×10-6 mol·L-1,最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1。并且将Ag@SiO₂@Qc应用于环境中水样的检测结果的准确度好,精密度高,而且更加环保、方便、快捷,具有很大发展潜力与应用价值。     

碳纳米管/寡聚胸腺嘧啶复合体系与汞离子作用的光谱研究

利用寡聚胸腺嘧啶核苷酸(PolyT)与碳纳米管(CNTs)之间的自发非共价修饰作用形成稳定的CNTs/PolyT纳米复合体系,采用共振光散射(RLS)和紫外-可见吸收光谱考察了该复合体系与汞离子的相互作用.实验结果表明,水相中单链PolyT能与CNTs形成稳定而均匀的分散体系,而单链Po1yT极易捕获汞离子生成特异性的...     

小尺寸铕(Ⅲ)配合物荧光纳米颗粒的制备

利用再沉淀法分别制备出了小尺寸(~10nm)纯相和杂相的Eu³⁺配合物荧光纳米颗粒。所制备的纯相的荧光纳米颗粒在水溶液中容易聚集,并且荧光猝灭严重。相比较而言,掺有适量疏水性硅烷的杂相纳米颗粒则具有较强的荧光、均匀的尺寸和良好的分散性。硅烷在碱性环境下(pH=9)迅速地水解,而后在纳米微粒的表面形成二氧化硅薄层。亲水的二氧化硅薄层消除了Eu³⁺配合物纳米颗粒间的疏水相互作用,进而防止了纳米颗粒的聚集,从而导致了杂相荧光纳米颗粒发光性能的提高。     

硼酸盐玻璃中Eu掺杂对Ag纳米颗粒的析出机制及其发光性质研究

采用高温熔融法制备了Eu-Ag共掺的硼酸盐玻璃,利用吸收光谱和发射光谱等研究了玻璃中网络形成体B₂O₃含量变化和Eu离子共掺对于Ag在基质中赋存状态的影响。在Eu-Ag共掺玻璃的吸收光谱中发现,随着B₂O₃含量的增加,Ag纳米颗粒在4 10 nm附近的宽带吸收强度逐渐下降;玻璃在340 nm光源激发下,位于350～600 nm的蓝绿光区出现一个Ag分子团簇的宽带发光,且其发光强度随B₂O₃含量的增加逐渐增强。在Eu或Ag单掺的玻璃中可分别观测到微弱的Eu3+或Ag分子团簇的本征发射,而Eu-Ag共掺样品中Eu3+和Ag分子团簇的发光都得到了显著的增强。并且Eu离子浓度的增加促进了Ag纳米颗粒在410 nm附近的宽带吸收。对Eu离子的添加促进Ag纳米颗粒析出的机理进行了讨论。同时,由于Eu3+的5D₀→7F_J的电子跃迁发射为橙红光,Ag纳米团簇可发射蓝绿光甚至黄光,因此通过玻璃结构的调控和Eu离子掺杂浓度的调节可以实现玻璃的白光发射,这有望成为潜在的白光LED用玻璃照明材料。