量子点比率荧光探针研究进展

量子点(QDs)是一种纳米发光粒子,具有优异的发光性能,在太阳能利用、荧光检测等方面具有广阔的应用前景。QDs与另一荧光团复合可构建比率荧光探针,实现可视化检测目标物并且提高了检测灵敏度。本文主要对QDs比率荧光探针的种类、构建方法和应用领域的研究进展进行综述,并对其中的不足进行分析,以期为研发具有优异性能的比率荧光探针提供借鉴。     

双发射碳量子点的一步合成及其用于卡托普利比率测定的研究

以间苯二胺(MPD)为唯一碳源,在乙酸存在条件下,一步水热法合成了新型双发射碳量子点(m-CQDs)。在305 nm波长激发下,m-CQDs于345 nm与511 nm波长处具有独立的双发射峰。在对m-CQDs结构表征和发光性能研究的基础上,实验发现,加入KMnO₄可使m-CQDs双发射峰中345 nm波长处荧光猝灭,其后再加入卡托普利(CAP),可使345 nm波长处猝灭后的荧光信号重新线性恢复,而511 nm波长处荧光信号基本不变。据此,以m-CQDs 345 nm波长峰强度为荧光响应信号,511 nm波长峰强度为参比信号,基于该m-CQDs探针直接形成“响应-参比”信号,可构建用于CAP测定的“猝灭-恢复”比率型荧光探针。该探针对CAP检出限为5.2×10^-8 mol/L,CAP浓度在8.0×10^-8 mol/L～1.0×10^-5 mol/L范围内,与荧光信号比值F₃₄₅/F₅₁₁呈良好线性关系。通过比对紫外-可见吸收光谱和不同温度对猝灭常数的影响,...     

基于氮化碳量子点/罗丹明B系统检测汞离子的比率荧光探针

通过一步水热法,以柠檬酸和尿素为原料,制备了蓝色氮化碳量子点(CNQDs),并对CNQDs的粒径分布、元素组成、形貌结构及表面官能团进行了表征,考察了CNQDs的光谱性质。以CNQDs为母体与罗丹明B(RhB)构成比率荧光探针CNQDs/RhB,基于CNQDs/RhB(447 nm/581 nm)的荧光强度比值F₀=(F₄₄₇/F₅₈₁)的变化情况对汞离子(Hg²⁺)进行定量测定,具有高选择性和灵敏性。结果显示,该探针对Hg²⁺的检测线性范围为2～40μmol/L,检出限为1.95μmol/L。常见的阴离子和阳离子对CNQDs/Rh B检测Hg²⁺基本无影响,并对该比率型荧光探针的检测机制进行了探究。最后,将该探针应用于实际水样中Hg²⁺的检测,说明该探针具有潜在的应用价值。通过研究,对Hg²⁺的检测提供了新的思路,也预示了该荧光探针在水环境检测方面具有广阔的应用前景。     

NE-CQDs/荧光素双发射比率荧光探针测定吲达帕胺的研究

以天然物质油桃为唯一碳源,一步水热法制得荧光性能良好并呈蓝紫色荧光的油桃碳量子点(NE-CQDs),对NE-CQDs形貌和发光性能进行了表征.在pH=1.70的氯化钾-盐酸缓冲溶液中,将NE-CQDs与荧光素复合,在λex=320 nm单一波长激发下,NE-CQDs/荧光素复合物于395 nm/510 nm两处同时产生...     

基于聚乙烯亚胺碳纳米点的桑色素比率型荧光探针

利用水热合成法制备了一种基于聚乙烯亚胺的荧光碳纳米点,用光谱方法研究了其对桑色素的识别作用.结果表明,该碳纳米点对桑色素具有比率型荧光响应,且响应速度快、选择性和灵敏度高、抗干扰能力强.将桑色素加入到碳纳米点溶液中后,碳纳米点自身的荧光(460 nm)立即被猝灭,同时在555 nm处出现新的荧光发射峰并逐渐增强;其新发射峰(555 nm)与原发射峰(460 nm)的强度比值在此过程中呈线性增加.基于此,在1.0×10^-6～4.0×10^-5mol/L浓度范围内,可实现对桑色素的检测,该比率荧光响应非常灵敏,检出限可达3.0×10^-8mol/L.另外,该碳纳米点与常见金属离子、氨基酸及其它具有类似桑色素结构的黄酮醇均不反应,显示出对桑色素的高选择性.该检测方法的荧光强度随桑色素浓度的增加而逐渐增强,并伴随着由蓝色到黄色的荧光颜色变化,可实现对桑色素的可视化检测;同时该碳纳米点还可用于稀释胎牛血清中桑色素的定量检测.     

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%。     

碳量子点荧光探针的制备及其在苦味酸检测中的应用

以银杏叶为原料,采用水热法制备得到新型荧光碳量子点(CQDs)。该碳量子点的平均粒径为5.5 nm,最大激发波长为335 nm,最大发射波长为418 nm。基于碳量子点荧光光谱与苦味酸(PA)吸收光谱存在部分重叠而发生荧光共振能量转移(FRET),建立了以碳量子点作为荧光探针用于苦味酸检测的新方法。在最佳实验条件下,加入苦味酸前、后的荧光强度比值(I₀/I)与苦味酸浓度(c)在0.2～800μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 5,检出限(LOD)为32 nmol/L。在5、40、80μmol/L加标水平下,实际水样中苦味酸的回收率为98.0%～104%,相对标准偏差(RSD)为1.0%～3.2%。该方法可用于实际样品中苦味酸的灵敏、快速和高效检测。     

基于头孢他啶测定的CQDs内标型比率荧光探针的构建

以天然生物质蒲公英为碳源,加入乙二胺,通过一步水热法合成氨基化蒲公英碳量子点(DE-CQDs).该DE-CQDs可与罗丹明6G(Rh6G)通过静电吸附作用形成具有特征双发射信号的DE-CQDs/Rh6G复合物.单一激发波长343 nm下,BR缓冲溶液pH 3.0时,复合物DE-CQDs/Rh6G于425 nm和550 ...     

量子点荧光探针检测抗坏血酸

以巯基丙酸（MPA）为稳定剂水相合成了高荧光CdTe量子点. 向量子点溶液中加入Mn2+,由于量子点表面状态发生改变而使其荧光淬灭,加入抗坏血酸后量子点荧光又得以恢复,且荧光恢复程度与抗坏血酸的浓度线性相关,从而建立了基于量子点的荧光“开关”探针检测抗坏血酸的新方法. 当CdTe量子点的浓度为1.67 uM（量子点的尺寸为1.91nm）,加入的Mn2+浓度为0.25 mM时,在优化的实验条件下,检测抗坏血酸的线性范围为0.25~16 uM,检出限为36 nM. 相对标准偏差为2.5%(10 uM, n=11). 该探针可用于维生素C药片和人血浆中抗坏血酸的快速、灵敏和选择性检测.     

碳量子点荧光探针的设计及其在农残检测中的应用进展

农药的长期、大量、不合理使用,对我国生态环境和农畜产品的安全生产及人体生命与健康构成了严重威胁。发展灵敏、高效的探针监测农药原体及其代谢产物对食品安全预警有重要意义。因此科研工作者致力于开发简单、高效的农残检测新策略。碳量子点作为一种新型荧光碳纳米材料,无毒无害,具有良好的稳定性及优越的光学性能,易于实现功能化,因此碳量子点荧光探针在农残检测方面极具应用潜力。该文对碳量子点荧光探针的研究进展进行综述,简述了碳量子点的特性及合成,重点介绍了碳量子点作为荧光探针在农残检测中的最新应用进展,并对其发展过程中尚待解决的问题进行总结,对未来发展方向进行展望。     

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.     

基于氮掺杂碳量子点荧光探针检测四环素

本文以淀粉为碳源,以L-酪氨酸为氮供体,通过一步水热法制备了氮掺杂碳量子点(N-CQDs).研究表明,N-CQDs表面富含氨基、羧基、羟基等官能团,说明具有很好的水溶性.还发现在pH=6.00的KH2 PO4-NaOH缓冲溶液中,四环素对N-CQDs有强荧光猝灭作用,且四环素浓度在1.6～16μmol·L-1范围和16...     

CdTe/CdS@SiO_2@BPEI-CQDs双发射比率荧光探针的构建及在测定生物样品中Cu(Ⅱ)的应用

本文制备了对Cu(Ⅱ)具有选择性识别作用的Cd Te/Cd S@Si O_2@BPEI-CQDs双发射比率荧光探针。基于Cu(Ⅱ)能使探针表面的BPEI-CQDs荧光猝灭的现象,建立了测定Cu(Ⅱ)的比率荧光新方法。在最佳条件下,该方法测定Cu(Ⅱ)的线性范围为0.40~70μmol/L,检测限为0.27μmol/L。建立的方法已被成功用于人体尿液及血浆中Cu(Ⅱ)的测定。     

可视化辅助双碳点比率荧光检测水中银离子

该文以柠檬酸、L-半胱氨酸（L-Cys）和邻苯二胺（OPD）为前体通过一步水热法分别合成了蓝光碳点（B-CDs）与黄光碳点（Y-CDs）,将两者杂化形成双碳点（d-CDs）,并基于该d-CDs构建了快速检测环境水样中Ag+的可视化比率荧光传感器。采用透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外吸收光谱、荧光光谱对d-CDs的结构和光学性能进行表征。考察了pH值、反应温度、孵育时间等因素对传感器检测效果的影响并进行了优化。d-CDs呈球形,分散性好且分布均匀,平均粒径为2.14 nm,含有巯基和芳香环结构,并存在大量的羟基和羧基基团。Ag+能与d-CDs表面的官能团发生官能团配位形成d-CDs/Ag+复合物,并可通过光致能量转移（PET）猝灭d-CDs的蓝色荧光。另外Ag+能够与d-CDs含有的巯基结合产生絮凝物。随着蓝色荧光的减弱,体系呈现出黄色荧光增强的现象。该传感器在Ag+浓度0～40μmol/L范围内呈良好的线性响应,相关系数（r2）为0.996 7,检出限（LOD）为1.26μmol/L,加标回收率为98.2%～105%,相对标准偏差（RSD）为0.49%～3.8%。该方法...     

扁豆碳量子点/异硫氰酸荧光素比率荧光探针测定氯诺昔康的研究

以天然生物质扁豆为唯一碳源,一步水热法合成了荧光性能优良、水溶性好的扁豆CQDs(HB-CQDs)。在pH 5.80的HAc-NaAc缓冲溶液中,该HB-CQDs可与异硫氰酸荧光素(FITC)复合,在λ_ex=326 nm单一波长激发下,HB-CQDs/FITC复合物于400 nm和510 nm处呈现两个独立的荧光峰。MnO₄^-的加入可使该两处的荧光信号发生明显猝灭,信号“关闭”;加入氯诺昔康(LNXC)后,510 nm波长处的信号重新“开启”,荧光恢复;而400 nm处的荧光强度维持不变,由此构建了基于HB-CQDs/FITC双发射比率荧光探针测定LNXC的新方法。实验探讨了MnO₄^-对HB-CQDs/FITC探针的荧光猝灭机理。对体系分析特性进行了优化,LNXC在1.0×10^-7～1.0×10^-5mol/L浓度范围内与探针HB-CQDs/FITC于510 nm和400 nm两处的荧光强度比值(I_{510 nm/400 nm<...}     

碳量子点的荧光发射机制

碳量子点(CQDs)一般是指粒径小于10 nm的零维碳材料,因其具有优良的光学特性而在生物成像、光学器件、生物复合材料和生物传感等领域得到广泛应用,并有望成为未来应用最广泛的一种碳材料.CQDs的光学特性受粒径、表面官能团及合成的条件(如温度、溶剂的种类和pH等)的影响,为了精准调控其光学性能以及进一步扩大其应用范围,...     

联苯类比率型荧光探针检测水中硫化氢

以叠氮基为识别基团,4.4'-联苯二甲酸为初始原料,合成了一种可用于H_2S检测的联苯类比率型荧光探针2-叠氮基-4,4'-联苯二甲酸乙酯(WN),并通过~1H NMR、~(13)C NMR以及MS等技术手段对其结构进行了表征。以检测水溶液中硫化氢为目的,系统地研究了其荧光特性。研究结果表明,WN对硫化氢具有高选择性和灵敏度,且对生物硫醇(Cys,Gsh)、活性氧化物(H_2O_2,ClO~-)、各种阴阳离子(H_2PO_4~-,SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-,CO_3~(2-),Mg~(2+),Zn~(2+),K~+,Ca~(2+),Na~+)有很强的抗干扰能力,在较宽的pH值范围内,仍然表现出良好的荧光性能,在1.1~350μmol/L范围内,NaHS的浓度与荧光强度呈现良好的线性关系,相关系数R~2=0.9943,检出限度为1.07×10~(-6)mol/L。通过对3种不同水样的测试,表明探针WN在水体中H_2S的检测方面具有一定的应用意义。     

基于碳量子点荧光分光光度法检测叶酸

在pH 7.3磷酸盐缓冲介质中,通过静电作用,叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系,据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025~2.0μmol/L,相关系数为0.9947,检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱,吸收光谱及荧光寿命,探讨了体系的反应机理,优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测,加标回收率为97.3%~101.6%,RSD≤4.9%。