氮掺杂荧光碳点用于Co2+的超灵敏检测及细胞成像

首次以金银花和乙二胺为原料,通过水热法合成出性能优异的氮掺杂碳点(N-CDs)。制备的N-CDs具有丰富的官能团、良好的水溶性、低细胞毒性、高的荧光稳定性和良好的生物相容性。在最佳条件下,N-CDs能够高选择性地检出Co²⁺,N-CDs的荧光强度在0.5～3.6 nmol·L^-1范围内被Co²⁺线性猝灭,检出限低至1.38 nmol·L^-1,其猝灭机制属于内滤效应和静态猝灭。该方法也已成功应用于实际样品的精确分析。此外,N-CDs还可用于细胞成像及细胞内Co²⁺传感。     

荧光氮化碳点的合成以及用于铜离子检测

荧光探针可对重金属离子进行灵敏、快速、可视化检测。氮化碳点(CNDs)不含金属,并具有水溶性、低毒性、易于制备和高荧光量子产率等特点,在重金属离子检测中具有潜在的应用价值。本研究利用乙二胺和四氯化碳制备了CNDs荧光探针,Cu²⁺可以猝灭探针的荧光,基于此建立了Cu²⁺的荧光检测方法。在Cu²⁺浓度为2.0～10.0μmol/L范围内具有良好的线性响应,检出限(S/N=3)低至0.058μmol/L。将此探针用于检测自来水、湖水和废水中Cu²⁺的含量,回收率在91.5%～105.3%之间,表明本方法具有良好的实用性。进一步基于CNDs制备了荧光检测试纸用于检测Cu²⁺,裸眼可检测的最低浓度为0.5μmol/L,为现场实时检测Cu²⁺提供了一种可选方案。     

生物质衍生荧光碳点高灵敏检测环境水样中四环素

以生物质材料海带为碳源，通过水热法一步合成了氮掺杂的碳点(N-CDs)。制备的碳点呈球型，平均粒径约为3.4 nm。最佳激发波长为302 nm,发射波长为369 nm。N-CDs的激发或发射光谱与四环素的紫外吸收光谱均有比较大的重叠，N-CDs与四环素之间可能形成了内滤效应，导致N-CDs的荧光猝灭。考察了溶液pH和反应时间对荧光猝灭效果的影响，在最佳条件下，该体系的荧光猝灭强度与四环素的浓度在1.25～21.25μmol/L的范围内呈现良好的线性关系，线性方程为：(F₀-F)/F₀=0.02291c_TC(μmol/L)+0.06244,线性相关系数R²=0.9920,检出限为0.28μmol/L。该方法成功用于湖水中四环素含量的测定，加标回收率为96.3%～103.8%,相对标准偏差为0.40%～3.0%。     

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。     

基于碳点的荧光纳米开关灵敏检测Cu(Ⅱ)离子和焦磷酸盐

利用羟基与氨基在高温条件下反应,不断聚合生成碳点（CDs）,该碳点可发射不依赖激发波长的明亮的红色荧光.将CDs作为目标敏感荧光团时,发现Cu²⁺可特异性猝灭碳点的荧光,而焦磷酸盐（PPi）可在一定程度上恢复上述体系的荧光.其中,Cu²⁺对CDs的荧光猝灭是由于Cu²⁺与CDs发生络合反应,从而发生静态猝灭过程;而加入PPi之后,由于它与CDs的结合能力更强,因此Cu²⁺离开CDs的表面,体系的荧光得以恢复.在此基础上构建了一种高选择性、高灵敏度的off-on荧光纳米开关传感体系,分别用于Cu²⁺和PPi的定量检测,检出限分别达2.14 μmol/L和1.85 μmol/L.该传感体系可应用于实际样品检测,拓宽了荧光CDs的传感应用,为其在生物体内目标分子的检测提供了可能性.     

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。     

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。     

铜离子介导的石墨烯量子点荧光开-关高选择性检测谷胱甘肽

作为一种短肽,谷胱甘肽含有活性巯基,参与细胞内多种反应,因此,检测细胞中的谷胱甘肽具有重要意义。本研究合成了表面富含氨基的石墨烯量子点(GQDs),可与铜离子(Cu²⁺)发生配位反应,聚集诱导荧光猝灭;而Cu²⁺和谷胱甘肽具有更强的配位能力,促使Cu²⁺从GQDs上解离下来,进而导致GQDs荧光的恢复。在pH 6.8的BR缓冲溶液中,谷胱甘肽可在20 min内将Cu²⁺(250μmol/L)猝灭的GQDs (1μg/mL)的荧光恢复,且荧光信号的恢复程度与谷胱甘肽的浓度在20～500μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.4μmol/L。本方法利用Cu²⁺的开-关作用提高了选择性,可用于细胞裂解液中谷胱甘肽的检测。     

聚乙烯亚胺修饰的碳点荧光探针用于检测汞离子

以维生素C(Vc)为碳源,以聚乙烯亚胺(PEI)为掺杂氮剂,通过一步水热合成法制备了可发射蓝色荧光的水溶性碳点荧光探针(PEI-Vc CDs)。基于Hg²⁺对PEI-Vc CDs探针良好的荧光猝灭效果,建立了一种快速检测Hg²⁺的方法。在0.022～20μmol/L浓度范围内,PEI-Vc CDs探针荧光猝灭程度与Hg²⁺浓度呈良好的线性关系,检出限为22 nmol/L(S/N=3)。其它金属离子(Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Ba²⁺和Pb²⁺)不会引起探针荧光强度的显著改变,表明此探针对Hg²⁺具有高的选择性。将此探针用于河水、自来水和矿泉水等...     

基于碳点的“开-关-开”型荧光探针测定蔬菜中的谷胱甘肽

以邻苯二胺、柠檬酸、乙醇为前体物质,采用自下而上的一步水热法,制备了一种蓝色荧光碳点(BCDs),以此构建荧光探针,用于检测蔬菜中的谷胱甘肽(GSH)。结果表明,在碳点(CDs)中加入Cu²⁺后可使BCDs荧光猝灭;在该猝灭体系中加入GSH后会使BCDs-Cu²⁺体系的荧光恢复。由此建立了一种“开-关-开”型检测GSH的新方法。在激发波长390 nm下,BCDs发射峰位于445 nm处,可以实现对GSH的检测,方法线性范围是0～80μmol/L,检出限(LOD)为0.0368μmol/L。该方法用于实际样品蔬菜中GSH的测定,回收率为89.6%～104.3%,相对标准偏差(RSDs)为1.2%～5.2%。     

一步水热法制备氮掺杂碳点荧光探针及对硝基苯酚的检测

本实验采用一步水热法,以碧桃为原料制备氮掺杂碳点(N-CDs),并使用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)等技术对其形貌和化学结构进行表征,用荧光光谱和紫外可见吸收光谱考察了其光学性质。N-CDs的荧光量子产率为21.39%。基于对硝基苯酚(p-NP)可以有效猝灭N-CDs的荧光,建立了一种快速灵敏检测p-NP的荧光方法。探讨了p-NP与N-CDs两者间相互作用的猝灭机理主要为静态猝灭。在最佳实验条件下,p-NP浓度在6.67×10^-7 M～9.86×10^-5 M范围内与N-CDs的荧光强度呈现良好的线性关系,检出限为0.045μM。将该方法用于环境水样及从事化学行业相关人员的生物样品中p-NP的检测,加标回收率分别为99.8%～104.9%和97.7%～104.4%。     

胱氨酸基荧光碳点的制备及其黄体酮的荧光恢复响应

将胱氨酸(Cys)碱性溶液在恒温水热反应后,可制得荧光碳点(Carbon Dots, CDs),添加柠檬酸(CA)为碳源后,形成的氮硫掺杂碳点CA-Cys-CDs具有较高的荧光量子产率和较好的光稳定性。实验表明,该碳点对Pb²⁺离子有特异性响应,碳点溶液的荧光信号可被Pb²⁺猝灭。pH=5.72的B-R缓冲溶液条件下,在CA-Cys-CDs-Pb²⁺体系中加入黄体酮,可使体系的荧光信号得以恢复。在9.90×10^-7～1.07×10^-5 mol/L浓度范围内,体系的荧光强度恢复程度与黄体酮浓度呈现良好的线性关系,线性方程为I/I₀=5.83×10⁴c+1.02,相关系数为0.9908,检出限为3.7×10^-7 mol/L。将该方法用于黄体酮注射液中黄体酮含量的检测,所测结果为药品标示量的93.2%～112%。     

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。     

牛血清白蛋白水热法一步合成氮掺杂碳点荧光检测2,4,6-三硝基甲苯

本文以含氮丰富的水溶性蛋白(牛血清白蛋白)为碳源,经水热法一步合成水溶性好、pH稳定性好、耐高离子强度的氮掺杂碳点(N-CDs)。以N-CDs为荧光探针,于B-R缓冲溶液(pH=12)中,与2,4,6-三硝基甲苯(TNT)形成Meisenheimer络合物产生荧光猝灭,TNT浓度在2.6×10~(-6)～8.0×10~(-4) mol/L范围内,与荧光猝灭程度呈现良好的线性关系(R~2=0.9950),检出限为5.1×10~(-6) mol/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.     

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.     

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。     

基于牛血清白蛋白功能化金纳米棒的荧光探针测定Hg2+

建立了一种以牛血清白蛋白功能化的金纳米棒(BSA-Cys-GNRs)为荧光探针检测Hg²⁺的新方法。以半胱氨酸作为连接臂成功将牛血清白蛋白修饰在金纳米棒表面,通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱和荧光倒置显微镜等多种分析方法对材料进行表征。研究发现,在295nm波长光激发下,BSA-Cys-GNRs探针在338nm显示强荧光,而Hg²⁺能够有效地猝灭BSA-Cys-GNRs的荧光。对一系列影响猝灭效果的因素进行考察,得出pH 4.0、孵育时间5.0min为最佳检测条件。Mn²⁺、K⁺、Ni²⁺、Na⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Al³⁺和Zn²⁺对BSA-Cys-GNRs的荧光信号没有明显的影响。当Hg²⁺的浓度为0.04444~8.888μmol·L^-1时,荧光猝灭效率与Hg²⁺的浓度之间存在良好的线性关系,检测限为8.08nmol·L^-1。将该方法用于环境水样中Hg²⁺的检测,回收率为98.9%~105.0%。     

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。     

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.