氧化反应调控的金纳米簇“关-开”型荧光探针检测过氧化氢和葡萄糖

基于过氧化氢（H₂O₂）氧化单巯基（—S）为双巯基（S—S）,抑制金纳米簇（AuNCs）荧光猝灭,建立了一种灵敏的荧光传感方法用于过氧化氢和葡萄糖（Glu）的检测。DNA为模板合成的金纳米簇作为荧光探针,荧光强度高、稳定且合成简单快速。加入半胱氨酸（Cys）,半胱氨酸上的单巯基可以与金纳米簇发生化学键合反应形成稳定的Au—S键,破坏金纳米簇的结构,导致金纳米簇荧光强度猝灭。但当体系中存在过氧化氢时,将单巯基半胱氨酸氧化成双巯基的胱氨酸。双巯基的胱氨酸不能与金纳米簇发生键合作用,金纳米簇在471 nm处发射出强烈的荧光信号。葡萄糖可以在葡萄糖氧化酶（Gox）的作用下产生过氧化氢,利用该方法进一步开展了对葡萄糖的检测。以金纳米簇荧光强度的变化值F/F₀为纵坐标,过氧化氢或葡萄糖浓度为横坐标,实现了对过氧化氢和葡萄糖的灵敏检测,线性范围分别为10~100和10~200 μmol·L-1,检测下限分别为2.8和3.1 μmol·L-1。选择4种其他糖类化合物和5种金属离子作为干扰物质,均不会抑制半胱氨酸对金纳米簇的荧光猝灭效应,表明该方法具有很好的选择性。用该方法成功检测了胎牛血清样品中的葡萄糖,加标回收率为94.5%~112.7%。此外,该方法可拓展到其他基于酶催化产生过氧化氢体系的分析物检测,如胆固醇、辣根过氧化物酶等,为过氧化氢相关反应的分析提供了一种通用、简便的方法,在临床诊断、食品科学和环境分析等领域具有潜在的应用价值。     

吖啶橙-PAR-钒(V)能量转移荧光猝灭法的研究及分析应用

在pH 5.5的Na2HPO4柠檬酸缓冲溶液中,吖啶橙(A0)与PAR-钒(V)络合物之间发生有效的能量转移,使吖啶橙526 nm处的荧光猝灭,据此建立了能量转移荧光测定痕量钒的新方法.实验表明,在pH5.5的3.0×10-5mol·L-2AO-4.0 mg·L-1PAR体系中,钒的含量c在0.12～0.5μg穖l-1范围内与荧光猝灭强度△F呈良好线性关系,线性回归方程为△F=165.4c+2.5,方法检出限为0.004 5.μg穖L-1,相对标准偏差为0.6%.该荧光猝灭反应15 min内完全,其相对荧光强度在2.5 h内基本保持不变.用该方法测定生物样品中钒的含量,相对误差小于5%,结果满足痕量分析要求.     

基于石墨相氮化碳量子点直接荧光猝灭法检测碘离子的研究

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)荧光纳米材料具有原料便宜、制备容易、荧光量子产率高、光学稳定性好、毒性低等优点,并且避免有机荧光染料复杂的合成步骤或者金属半导体量子点对环境潜在的危害,这些优点使得g-C₃N₄纳米材料成为新兴的荧光探针用于检测金属离子。最近,已有文献报道重金属汞离子能够高灵敏高选择性地猝灭g-C₃N₄量子点的荧光,加入碘离子能够提取被键合的汞离子形成碘化汞(HgI₂)进而恢复g-C₃N₄量子点的荧光,从而建立一种高灵敏检测碘离子的荧光传感器。然而,该方法依然需要重金属汞离子的参与,限制了该方法的推广应用。通过硝酸氧化块体g-C₃N₄并结合水热法处理制备了一种水溶性好、荧光强度高的g-C₃N₄量子点。该量子点的荧光发射波长位于368 nm,且其荧光发射波长不随激发波长的改变而改变,表明该量子点的尺寸比较均一。笔者发现碘离子在220 nm处有一个较强的吸收峰,与该量子点的激发光谱(中心波长245 nm)具有较大的重叠,从而产生内滤效应引起该量子点的荧光发生猝灭。利用这一性质,构建了一种选择性检测碘离子的新型荧光传感器。在最优检测条件下,g-C₃N₄量子点的荧光猝灭强度(ΔF)与碘离子浓度(X,μmol·L-1)在10～400 μmol·L-1之间具有良好的线性关系,线性方程为ΔF=0.325 79X+6.039 05(R2=0.999 5),检出限为5.0 μmol·L-1。通过“混合即检测”并且不需要借助与重金属离子的配位作用就能够检测碘离子,因此该方法具有快速、环保以及操作简便等优点。     

以金纳米簇为荧光探针快速测定蔬菜中的微量铜

研究了主要因素对Cu2+猝灭金纳米簇荧光的影响,确定了Cu2+的最佳分析条件.在最佳实验条件下,Cu2+在2.4-60.0μg/mL范围时,金纳米簇的荧光猝灭程度与Cu2+浓度呈线性关系,线性回归方程为:(F0-F)/F0=0.5151+0.004709C,线性相关系数为0.9992.蔬菜中常见离子对铜的测定无干扰.对13种蔬菜样品中微量铜进行了测定,5次测定值的相对标准偏差＜4％,加标回收率在94％-106％范围内.     

不同粒径金纳米微粒对荧光素钠的猝灭效应研究

采用柠檬酸盐合成法制备了不同粒径的金纳米微粒,用吸收光谱和透射电镜对金纳米微粒进行了表征。研究了不同粒径金纳米微粒与荧光素钠分子的相互作用。发现金纳米微粒对荧光素钠具有荧光猝灭效应, 并且其荧光猝灭程度与金纳米微粒的粒径大小有关。随着金纳米微粒粒径的减小,荧光猝灭程度增大。探讨了金纳米微粒对荧光素钠荧光猝灭的机理,表明该荧光猝灭为动态猝灭。     

壳聚糖包覆CdTe量子点传感器测定痕量汞

研究了在水相中合成了高质量的巯基乙酸包被的CdTe,通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)连接了壳聚糖。在pH6.4的PBS缓冲溶液中十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)存在下,汞离子对壳聚糖包覆的CdTe量子点具有荧光猝灭作用,实现了对水溶液中汞的定量检测。在最优条件下,壳聚糖包覆的量子点荧光猝灭与汞呈良好的线性关系,线性范围为0.3—15.0μg/L,检出限为9.5×10-8g/L。对5.0μg/L Hg2+平行测定11次,相对标准偏差为4.8%。该法用于水样品测定,相对标准偏差在5.0%以下,回收率为95.7%—102.6%,并且与ICP-AES相比,结果基本一致。该法用于实际样品测定误差较小,精密度与准确度均令人满意。     

环丙氟沙星荧光探针对小牛胸腺DNA相互作用的研究

使用紫外和荧光光谱法研究了环丙氟沙星(CIF)和小牛胸腺DNA(ctDNA)之间的相互作用。在pH 7.0磷酸盐缓冲液中,CIF在270 nm激发和在420 nm处有很强的荧光发射。它们间的沟槽作用导致小牛胸腺ctDNA对CIF的荧光存在着很强的猝灭作用,猝灭常数为2.64×104 mol-1L(25 ℃)。利用ctDNA对CIF的荧光猝灭作用建立了核酸测定的新方法,线性范围为80 nmol·L-1～45 μmol·L-1,对25 μmol·L-1ctDNA的相对标准偏差为4.2％。     

基于量子点和倏逝波的汞离子检测光纤传感器

为了满足对环境中重金属污染物汞离子的快速、现场及高灵敏度检测需求,利用汞离子对量子点产生荧光猝灭效应,结合光纤倏逝波传感原理,自主研发了一套可用于汞离子检测的全光纤传感器。其主要由光纤探针、光学系统和信号处理系统构成,实现了荧光信号的激发、探测以及光电信息的处理和获取。实验表明该传感器对汞离子的检出限可达到1nmol/L,且在1nmol/L至500nmol/L的浓度范围内,量子点的荧光猝灭率随汞离子的浓度对数呈线性变化规律,线性相关度为0.9867。同时,离子抗干扰实验证实了该传感器对汞离子具有良好的选择性识别检测能力,将其应用于实际水样检测的加标回收率为90.1%~97.3%。该传感系统灵敏度高、响应速度快,可以实现远程探测和实时监测,且有利于仪器的集成和小型化,在重金属离子污染检测等领域具有广阔的应用前景。     

邻羟基苯基荧光酮荧光法测定牛血清白蛋白

研究了邻羟基苯基荧光酮(o-HPF)荧光光度法测定牛血清白蛋白(BSA)的反应条件,在pH 7.90的BR缓冲溶液中,o-HPF与BSA作用形成稳定的结合物,导致体系荧光猝灭,依据其荧光猝灭程度与外加BSA量的关系建立了定量测定BSA的方法.该方法具有良好的选择性和稳定性,实验操作简单,干扰少,灵敏度较高,测定BSA线性范围为1.32～18.54μg·mL-1,回归方程为△F=431.51c(10-7 mol·L-1) 457.78,相关系数,r=0.997.测定方法中重金属离子如Pb(Ⅱ)等对BSA测定允许量较低,其他物质的存在对BSA的测定干扰较小.通过对o-HPF与BSA作用荧光猝灭常数的测定及热力学常数计算,讨论了o-HPF与BSA的作用机理,表明o-HPF与BSA作用方式主要为静电引力的非共价作用,BSA对o-HPF荧光猝灭为分子间形成了结合物而引起的静态猝灭.     

杯[4]芳烃纳米粒子的制备及其光谱性质研究

用再沉淀法制备了一种新型的有机纳米微粒子—杯[4]芳烃纳米粒子(CN),通过透射电镜观察其平均尺寸约为40 nm, 与杯[4]芳烃分子相比具有较好的荧光性能。在弱酸性条件下,适量的Fe3+能使其荧光发生明显猝灭,荧光猝灭值与Fe3+的浓度在一定范围内呈良好线性关系,据此建立了一种测定Fe3+的荧光新方法。在最优化条件下,测得Fe3+的线性范围和检出限分别为1.0×10-6～2.4×10-5 mol·L-1和3.1×10-7 mol·L-1。将其应用于水样中三价铁离子的定量分析,回收率和相对标准偏差都令人满意。     

基于胆红素荧光增强效应的锌离子探针特性研究

锌离子Zn^2+对胆红素BR有着显著的荧光增强效应,基于该荧光特性,利用紫外可见光吸收和稳态荧光光谱技术提出了一种BR作为荧光探针用于Zn^2+浓度检测的新方法,特别是首次采用在波长663和600nm处的稳态荧光强度比值方法系统地研究了其与锌离子浓度在0~90μmol·L^-1范围内变化的关系,与常用的单波长荧光强度探测方法比较,有效地避免了探针浓度变化及激发光强度变化等非目标因素的影响。实验研究结果发现BR荧光探针对Zn^2+的识别行为在0~20μmol·L^-1范围内,探针BR的荧光强度比值I663 nm/I600 nm与Zn^2+的浓度之间具备线性增长关系,尤其是0~10μmol·L^-1有非常好的线性关系,线性相关系数r=0.999 87,同时Zn^2+检测限为0.1μmol·L^-1。在20~90μmol·L^-1范围内,荧光强度比值I663 nm/I600 nm趋于饱和。研究发现对实时检测人体内的Zn^2+具有很好的应用前景。     

双探针基团（DPG）聚氰分子对Al3+识别机理研究

铝在人体中的代谢极其缓慢,摄入的铝会在体内不断积累,而异常浓度的Al^3+会破坏中枢神经系统,导致严重的神经性疾病,因此如何高效灵敏地检测Al^3+至关重要。荧光探针因具有携带方便、检测快速简单、价格低廉、选择性好等显著优点被广泛用于分析检测金属离子。大量研究中对于Al^3+的检测都是以单探针基团(single-probe group,SPG)分子以1∶1,2∶1,3∶1等进行配位。本文研究了一种活性三聚氯氰作为连接桥基团,罗丹明B酰胺和席夫碱衍生物对氨基苯甲酰水杨酸作为双探针基团(dual-probe group,DPG)的聚氰分子(RBCS),其采用易于控制的热动力学方法一步法制备得到。固定RBCS+Al^3+的浓度总和为20μmol·L^-1,改变二者的浓度比,通过Job-plot光学实验研究表明当离子占总浓度的比例在约0.68时578 nm处的荧光强度达到最高值,表明RBCS与Al^3+之间主要以1∶2进行配位。通过MALDI-TOF-MASS研究发现,相比无Al^3+的谱图,RBCS-Al^3+在900.07附近出现的新峰进一步验证了该DPG聚氰分子(RBCS)和Al^3+是以1∶2发生络合。通过探针RBCS(10 mg)中加入0,0.5,1,2,3当量Al^3+后的1H NMR滴定实验,对比特征H位置的变化,详细研究出RBCS对Al^3+的识别机理。研究表明当Al^3+存在时,Al^3+与RBCS上罗丹明酰胺部分羰基O,胺基N和三氰上N发生络合导致罗丹明酰胺开环,同时席夫碱部分的亚胺基团的N以及羧酸根和酚基的两个O也分别和Al^3+结合,使得CN键得到固化,整体的共轭性增加,从而产生荧光。综上所述,该聚氰分子(RBCS)可作为识别Al^3+的双探针基团分子。在365 nm紫外灯照射下RBCS-Al^3+表现出橙红色荧光,并随着Al^3+浓度的增加荧光逐渐增强。通过对RBCS光学性能测试条件的优化,最终选定在乙醇/水(99/1,V/V)溶液进行光学性能研究。通过荧光滴定实验测试了在激发波长557 nm,发射波长578 nm下RBCS(10μmol·L^-1)对不同浓度Al^3+(0.01~8 eq)的荧光强度变化,并对数据做线性回归处理,方程为y=32.3360+65.3641x,R2=0.9933,线性范围为1~10μmol·L^-1。通过3σ/k算得RBCS对Al^3+的检出限为15.0 nmol·L^-1。本研究可为设计DPG分子用于金属离子的检测提供参考。     

甲醛功能化聚乙烯亚胺/曙红Y比率荧光法测定六偏磷酸钠

在微波辅助条件下,合成了甲醛功能化的聚乙烯亚胺(FPEI),在激发波长为340 nm时,FPEI的荧光发射波长470 nm,紫外灯下发蓝色荧光.在此激发条件下,曙红Y(Y eosin Y,EY)的荧光发射波长为540 nm,发绿色荧光.在酸性介质中,FPEI和EY通过静电作用形成FPEI/EY复合物,导致EY在540 ...     

Green Chemical Synthesis of N-Cholyl-L-Cysteine Encapsulated Gold Nanoclusters for Fluorometric Detection of Mercury Ions

Herein we report a simple, single-step, cost-effective, environmentally friendly, and biocompatible approach using sodium salt of N-cholyl-L-cysteine (NaCysC) capped gold nanoclusters (AuNCs) with green emission properties at above the CMC in aqueous medium under UV-light irradiation. The primary and secondary CMC of NaCysC was found to be 4.6 and 10.7 mM respectively using pyrene as fluorescent probe. The synthesized AuNCs exhibit strong emission maxima at 520 nm upon excitation at 375 nm with a large Stokes shift of 145 nm. The surface functionality and morphology of NCs are studied by fourier transform infrared spectroscopy, dymanic light scattering studies and transmission electron microscopy. The formation of AuNCs was completed within 5 h and exhibit high stability for more than 6 months. The NaCysC templated AuNCs selectively quenches the Hg²⁺ ions with higher sensitivity in aqueous solution over the other metal ions. The fluorescence analysis of Hg²⁺ showed a wide linear range from 15 to 120 µM and a detection limit was found to be 15 nM.

     

生物质碳量子点的绿色制备及对Cu2+的检测

向日葵作为我国主要的油料作物之一,其秸秆是天然的纤维素材料,具有绿色无毒,成本低廉的优势,是制备生物质碳量子点的理想材料之一。近年来,由于含铜农药和化学肥料的不规范使用,大量含铜污染物被排放导致农田土壤和水环境中的铜含量远高于环境背景值。因此,迫切需要开发出一种选择性好、灵敏性强且对环境友好的Cu²⁺检测方法。碳量子点(CDs)是一种粒径小于10 nm的准球形荧光碳纳米材料,因其表面含有丰富的极性官能团,具有良好的水溶性而被广泛研究。与传统的半导体量子点(CdSe, CdTe)相比,CDs具有合成原料广泛、生物相容性好等优点。主要应用于生物成像、光催化、光电转化以及传感检测等领域。然而目前用于碳化合成CDs的前驱体大多为昂贵的化学品,且合成过程复杂污染环境,限制了CDs的大规模生产与应用。开发出一种生态友好,简单、廉价的CDs合成方法是很有意义的。本研究以废弃的向日葵秸秆为碳源,采用简便的水热法合成生物质碳量子点(S-CDs)作为荧光探针,用于检测识别Cu²⁺。通过对S-CDs的一系列光学性质分析与表征,鉴定出其表面官能团主要包括O—H, N...     

基于氨基苯甲酰肼衍生物的铬离子荧光探针的合成及性能研究

以对氨基苯甲酸为母体通过系列化学衍生引入丹磺酰胺荧光基团及2-羟基-1-萘醛配位基团构筑了新型、简单的铬离子荧光探针L(1-(二甲基氨基)-5-(4-((2-羟基-1-萘亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘磺酰胺)。运用核磁、质谱、元素分析和红外等手段表征了其结构,并通过荧光光谱法研究了探针分子L对Cr3+的识别作用。结果表明,当激发波长为350 nm时,单纯的探针分子L在473 nm(2-羟基-1-萘醛)和514 nm(丹磺酰胺)处显示连体双峰;当向探针分子L中加入Cr3+后,2-羟基-1-萘醛作为受体与Cr3+结合,丹磺酰胺发射峰红移至540 nm,并且强度增强5倍,量子产率Φ=0.28。探针分子L的背景荧光对Cr3+的识别无任何影响,识别过程推测是由CHEF效应和PET(光诱导电子转移)共同引起的。当加入其他金属离子(Na+,K+,Li+,Ca2+,Zn2+,Mn2+,Co2+,Cu2+,Cd2+,Hg2+,Pb2+,Ag+)时,在540 nm处荧光强度未增强,表明L对Cr3+具有高度专一的选择性。通过电喷雾质谱和Job’s plot 曲线确定L和Cr3+为1∶1的配位模式,探针L对Cr3+的最低检测限可达到4.0×10-6 mol·L-1。     

硫离子修饰的金纳米棒用于汞离子检测

表面修饰硫离子的金纳米棒可与汞发生相互作用,导致体系的共振光散射（RLS）和紫外-可见吸收光谱发生变化。利用这种特殊的选择性结合反应建立了一种采用RLS技术定量检测水溶液中汞离子的新方法。在优化的实验条件下,汞离子分析测定的线性范围为0.1—10.0μm ol.L^-1,检出限为0.096μm o.lL^-1。     

基于氮化碳量子点和金纳米簇的尿液中胰蛋白酶高灵敏度荧光检测研究

胰蛋白酶生产障碍会阻碍消化过程,在胰腺组织以外产生胰蛋白酶可能涉及癌症过程。胰蛋白酶明显增高可能表明胰腺炎或者慢性肾功能衰竭等病症的发生,它的含量与生命活动息息相关,简单并及时监测胰蛋白酶含量对疾病的诊断具有重要的参考价值。因此,该研究构建氮化碳量子点和金纳米簇（CNQDs和AuNCs）的复合纳米探针检测尿液中胰蛋白酶含量。通过煅烧三聚氰胺获得氮化碳粉末,并将氮化碳粉末作为原材料通过溶剂热法合成了发射峰在440 nm的类石墨相氮化碳量子点（CNQDs）。牛血清蛋白（BSA）和CNQDs两者同时作为还原剂和稳定剂合成了金纳米簇（AuNCs）,且AuNCs吸附在氮化碳量子点表面形成具有双发射性质的CNQD-AuNCs复合荧光纳米材料,发射波长分别为440 nm（CNQD的发射波长）和650 nm（AuNC的发射波长）。由于胰蛋白酶能特异性的水解CNQD-AuNCs中的牛血清蛋白,导致牛血清蛋白结构被破坏,从而破坏AuNCs稳定的结构,使得其沉淀聚集,引起荧光猝灭。由于AuNCs产生的650 nm处的荧光被猝灭,而CNQDs产生的440 nm处的荧光不受影响,CNQD-AuNCs复合荧光纳米探针产生比率型荧光信号响应。利用比率型荧光信号的变化情况,可实现胰蛋白酶的定量检测。CNQD-AuNCs探针在650 nm处的荧光强度随着胰蛋白酶浓度的增加而逐渐下降,而440 nm处的荧光强度保持不变。胰蛋白酶在一定浓度下（10～400 ng·mL-1）与荧光强度比值（I₆₅₀/I₄₄₀）呈良好的线性关系,建立的线性方程为y=2.471-0.004x[y为荧光强度比值（I₆₅₀/I₄₄₀）,x为胰蛋白酶的浓度（ng·mL-1）],相关系数（R2）高达0.997 6,检测限为1.5 ng·mL-1（3倍信噪比）。利用建立的荧光法检测尿液中胰蛋白酶（实际含量分别为50,100和150 ng·mL-1）,检测得到的平均含量分别为52.41,103.25和154.39 ng·mL-1。尿液中胰蛋白酶的回收率和相对标准偏差范围分别为102.93%～104.82%和3.57%～4.16%。结果表明,利用荧光强度比值（I₆₅₀/I₄₄₀）作为胰蛋白酶定量检测的信号,能够校正外界影响因素的干扰,克服单一荧光信号易受光漂白、探针浓度、激发光强度以及光程等外界因素的影响的缺点。基于CNQD-AuNCs建立的比率型荧光分析方法能够实现尿液中胰蛋白酶的高灵敏度和高特异性检测,为实际样品中胰蛋白酶的检测提供科学依据。     

氧化石墨烯-亚甲基蓝体系荧光光度法灵敏测定铋(Ⅲ)离子

在水溶液中,氧化石墨烯(Go)对亚甲基蓝(CMB)的荧光可产生猝灭作用,加入适量Bi3+可使体系的荧光增强,且增强程度与Bi3+的加入量有关。氧化石墨烯含有大量的含氧官能团使之表面带负电荷,易于分散在水中。带正电荷的荧光染料亚甲基蓝通过静电引力和π—π堆积作用吸附在GO表面,形成了GO-MB复合物,从而产生荧光猝灭。使用改进的Hummers制备了氧化石墨烯,应用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的GO进行了表征。利用紫外可见吸收光谱验证了石墨烯与亚甲基蓝的作用过程,结果表明亚甲基蓝的荧光猝灭后,其两个主要吸收峰强度明显降低,而且GO的吸收光谱与MB的发射光谱完全不同,重叠度太小,不能发生能量转移,因此,GO与MB发生的荧光猝灭属于静态猝灭过程。当向亚甲基蓝氧化石墨烯络合体系加入Bi3+后,由于Bi3+体积小,带正电荷多从而取代了亚甲基蓝致使亚甲基蓝脱离氧化石墨烯,荧光恢复,荧光恢复的程度随Bi3+量的增加而增强,据此建立了氧化石墨烯-亚甲基蓝荧光光度法测定Bi3+的新方法。考察了亚甲基蓝、氧化石墨烯浓度,酸度以及试剂加入顺序对体系荧光恢复的影响,该络合体系的激发波长为667 nm,发射波长为690 nm,在优化条件下,Bi3+的浓度在0.5～100 μmol·L-1范围内与荧光强度呈良好的线性关系,相关系数为0.995 5。方法的检出限为1.0×10-8 mol·L-1(S/N=3)。评价了该方法的选择性,结果表明当共存离子为1 000倍的K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Cu2+;100倍的Fe3+,Be2+,SiO2-₃,Al3+,Ni2+,Sb3+,NO-₃,Cl-,F-;20倍的Pb2+,Hg2+,Cd2+不干扰Bi3+的测定,新方法具有灵敏度高、快速、成本低等优点,将提出的方法用于环境水样的分析,回收率为93.4%～105.2%。