硅掺杂碳量子点荧光猝灭法测定水样中铜(Ⅱ)

3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)与戊二醛(GA)混合前驱物合成的硅掺杂碳量子点(SDCQDs),其最大吸收、激发和发射波长分别为259,245,395 nm,量子产率为13.60%,XPS谱图表明碳量子点掺杂Si,且富含甲亚胺基团和硅氧键。Cu~(2+)对碳量子点荧光产生猝灭作用,依据Cu~(2+)浓度与碳量子点荧光强度猝灭率的相关性,建立碳量子点荧光探针测定水样中Cu~(2+)的分析方法,其它金属离子对Cu~(2+)干扰程度较小,回收率为91.4%~100.8%,检出限为0.13μmol/L,相对标准偏差为0.20%~0.92%。     

Cu2+修饰的氮掺杂石墨烯量子点荧光传感器检测2-巯基苯并噻唑的研究

采用一步水热合成法制备了氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs),量子点表面的特定官能团与Cu~(2+)进一步结合后,形成N-GQDs-Cu~(2+)络合物,有效地猝灭了荧光。加入2-巯基苯并噻唑(MBT)时,由于MBT与Cu~(2+)具有强作用力,使得Cu~(2+)从量子点表面解离下来,量子点荧光恢复。据此构建了一种基于Cu~(2+)修饰的氮掺杂石墨烯量子点的高灵敏荧光传感器用于MBT的检测。在最佳实验条件下,MBT在0.4～40.0μmol/L浓度范围内与荧光恢复强度呈良好线性,检出限为0.1μmol/L。该方法用于实际水样中MBT的检测,加标回收率为95.0%～101%。     

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。     

氮掺杂石墨烯量子点用于定量分析牛血清白蛋白的含量

合成了氮掺杂石墨烯量子点,并基于茜素红-氮掺杂石墨烯量子点之间的相互作用形成氢键复合物,茜素红可以对所合成的氮掺杂石墨烯量子点产生明显的荧光猝灭作用(荧光关),氮掺杂石墨烯量子点荧光强度的变化(F0/F)与茜素红浓度(2.78~23.59 nmol/L)具有良好的线性关系,检出限为1.24 nmol/L;继续向该溶液中加入牛血清白蛋白,会使原已发生荧光猝灭的氮掺杂石墨烯量子点溶液的荧光发射强度得以恢复(荧光开),且荧光发射强度的恢复与牛血清白蛋白浓度(0.1~0.375 g/L)之间具有良好的线性关系,检出限为0.011 g/L。此外,该"关-开"荧光检测体系被用来定量分析人尿液中的牛血清白蛋白含量,方法已用于实际尿液样品的定量分析。     

CdTe/CdS量子点荧光探针测定司帕沙星含量

在水溶液中合成了巯基乙酸修饰的CdTe/CdS量子点(QDs), 基于喹诺酮类抗生素司帕沙星与CdTe/CdS量子点的荧光猝灭作用, 建立了用CdTe/CdS量子点作为荧光探针检测微量司帕沙星的新方法. 用荧光光谱、紫外光谱研究了CdTe/CdS QDs与司帕沙星的相互作用. 研究表明: 该荧光猝灭的机理属于静态猝灭, 反应的作用机理可能是司帕沙星促使QDs表面键合的有机分子发生变化, 在Cd的电子空穴上形成了碲氧复合物, 致使荧光猝灭. 实验发现, pH为6.50的磷酸缓冲溶液中, 量子点的浓度为3.75×10^－4 mol/L时, 司帕沙星的浓度在0.1～50 μg/mL范围与CdTe/CdS量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系, 相关系数0.9992, 检出限0.01399 μg/mL. 该方法简便、快捷、灵敏、线性范围宽, 应用于司帕沙星片剂司帕沙星含量的测定, 分析结果与标示量一致; 用于牛奶中司帕沙星残留量的检测, 回收率在93.1%～102.4%, 结果满意.     

基于铜/银纳米簇检测铜离子的方法研究

通过设计不同富含G碱基的DNA序列,探究了G碱基对核酸-铜/银纳米簇(DNA-Cu/AgNCs)的荧光增强效应,并建立了铜离子的荧光检测方法。结果发现,在富含C碱基序列模板的5'端增加G5序列后,制备得到的铜/银纳米簇的荧光强度显著增强。同时,该DNA-Cu/AgNCs的荧光可被Cu~(2+)和Hg~(2+)猝灭。通过NaBH_4掩蔽Hg~(2+)实现了对Cu~(2+)的特异性检测。该方法检测Cu~(2+)的线性范围为0.01～5.0μmol/L,检出限为5.0 nmol/L。方法具有简单快速、选择性高、成本低等优点,可用于实际样品测定。     

基于原位合成量子点的铜离子荧光传感器

建立基于半胱氨酸调控量子点合成的新型荧光传感器用于Cu~(2+)的快速、灵敏检测。以半胱氨酸为稳定剂,可在室温条件快速原位合成水溶性的荧光量子点。通过Cu~(2+)催化半胱氨酸氧化而抑制量子点的生长。由于催化形成的胱氨酸产物失去有效的稳定作用,导致合成的量子点数量减少,从而实现Cu~(2+)的荧光检测。在5~400 nmol/L范围内,Cu~(2+)浓度与荧光信号呈良好的线性关系,检出限为4.2 nmol/L。该传感器对Cu~(2+)具有良好选择性。用于闽江水中Cu~(2+)的测定,结果与ICP-MS方法接近。所建立的传感器具有操作简便、成本低及快速等优点。整个传感过程在15 min内即可完成。因此,在其它多种目标分析物的间接检测中具有广泛的应用前景。     

基于CdSeTe/ZnS量子点荧光探针测定痕量As~(3+)

水相合成高荧光量子产率的谷胱甘肽(GSH)包覆CdSeTe/ZnS量子点,并通过紫外光谱(UV)、荧光光谱(PL)、透射电镜(TEM)和电子衍射(XRD)等手段对其光学特性和结构进行表征。基于CdSeTe/ZnS量子点表面GSH对As~(3+)的特异性结合而导致量子点荧光猝灭作用,构建了基于CdSeTe/ZnS量子点作为荧光探针检测痕量As~(3+)的新方法。探究了As~(3+)对CdSeTe/ZnS量子点荧光猝灭的机理,As~(3+)在5.0~100.0μg/L浓度范围内,CdSeTe/ZnS量子点的荧光强度F_0/F与As~(3+)浓度之间呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9984,检测限为1.0μg/L。该量子点荧光分析方法可用于实际水样中As~(3+)的检测。     

CdTe/CdS量子点-蛋白质与头孢曲松钠的相互作用

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用水热法合成了具有优异光学性质的CdTe/CdS核壳型量子点,量子产率为13.8%。量子点与牛血清白蛋白(BSA)偶联后荧光强度明显增大。通过测定荧光强度确定了偶联的最佳反应条件:pH7.4,反应温度37℃,反应时间40min。研究了溶液pH值和NaCl浓度对量子点及量子点-BSA溶液荧光强度的影响。对牛血清白蛋白测定的线性范围为1.1~19.5mg/L;检出限为0.47mg/L。头孢曲松钠对量子点-BSA的荧光有明显猝灭作用,荧光猝灭程度与其浓度有良好的线性关系。实验结果表明为静态猝灭,头孢曲松钠与BSA按1∶1结合,结合常数为6.31×103L/mol。用圆二色光谱技术探讨了其对BSA构象的影响。     

碳量子点/壳聚糖复合物的制备及用于槲皮素检测

以柠檬酸三钠、11-氨基十一烷、聚乙二醇400为碳源,利用微波法制备了碳量子点,将其与壳聚糖反应,制备出碳量子点/壳聚糖复合物。采用荧光、紫外、红外光谱等对碳量子点和碳量子点/壳聚糖复合物进行表征,探究了温度、时间、缓冲溶液及pH对体系荧光强度的影响。在pH 7.6的硼酸—硼砂缓冲介质中,槲皮素可使碳量子点/壳聚糖复合物发生荧光猝灭,其猝灭程度与槲皮素浓度呈良好的线性关系,据此建立了碳量子点/壳聚糖荧光猝灭法测定槲皮素的新方法,方法线性范围为4~40μmol/L,相关系数为0.9940,检出限为0.5μmol/L。方法已应用于测定本地甜瓜中槲皮素的含量。     

Thiourea functionalized CdSe/CdS quantum dots as a fluorescent sensor for mercury ion detection

CdSe/CdS quantum dots(QDs) functionalized by thiourea(TU) were synthesized and used as a fluorescent sensor for mercury ion detection.The TU-functionalized QDs were prepared by bonding TU via electrostatic interaction to the core/shell CdSe/CdS QDs after capping with thioglycolic acid(TGA).It was observed that the fluorescence of the functionalized QDs was quenched upon the addition of Hg~(2+).The quantitative detection of Hg~(2+) with this fluorescent sensor could be conducted based on the linear relationship between the extent of quenching and the concentration of Hg~(2+) added in the range of1-300 μg L~(-1).A detection limit of 0.56 μg L~(-1) was achieved.The sensor showed superior selectivity for Hg~(2+) and was successfully applied to the determination of mercury in environmental samples with satisfactory results.     

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。     

镉(Ⅱ)-半胱氨酸配合物对CdS量子点的荧光增强作用及其在离子检测中的应用

合成了弱配体柠檬酸三钠修饰的CdS量子点(Cit-CdS QDs), 透射电子显微镜表征结果表明, Cit-CdS QDs的粒径分布均匀(4~6 nm), 分散性好。 研究了金属离子(银(Ⅰ)离子、镉(Ⅱ)离子)、巯基化合物(巯基乙酸、半胱氨酸)以及金属离子(银(Ⅰ)离子、镉(Ⅱ)离子)与巯基化合物形成的配合物对Cit-CdS QDs荧光的影响。 发现金属离子(银离子、镉离子)与巯基化合物(巯基乙酸、半胱氨酸)形成的水溶性配合物可以显著增强Cit-CdS QDs的荧光, 配合物对Cit-CdS QDs的增强程度比单独的金属离子或巯基化合物均要高, 而且配合物修饰的CdS QDs对铜(Ⅱ)离子的响应要高于单独用金属离子或巯基化合物修饰的量子点。 建立了铜(Ⅱ)离子高灵敏度荧光检测方法, 该方法检测范围宽(1.0×10^-8~1.0×10^-6 mol/L), 检测限低(1.0×10^-9 mol/L)且具有很好的选择性, 拓展了配合物作为量子点修饰剂的应用。     

咔唑-二氨基马来腈类荧光探针的合成及对Cu2+和ClO-的检测

利用咔唑醛与二氨基马来腈合成了一种对Cu²⁺和ClO^-的响应的荧光探针分子CMN。探针分子与Cu²⁺作用后,紫外吸收光谱在394 nm处的吸光度迅速下降,颜色由黄色褪至无色;荧光光谱在452 nm处的发射峰迅速增强,出现明显的蓝色荧光。探针与ClO^-作用后,溶液发生褪色,并在375 nm和394 nm出现强荧光发射,发出淡蓝色荧光。CMN通过配位过程实现了对Cu²⁺的检测,其检测限为47μmol/L;CMN在ClO^-催化下亚胺键水解得到咔唑醛,实现了对ClO^-的检测,检测限3.06μmol/L。CMN可作为荧光检测试纸快速检测环境中的Cu²⁺和ClO^-。     

CuInS_2/ZnS量子点的微波水热合成与表征——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——简易微波水热合成CuInS_2/ZnS复合量子点及其表征。实验通过Cu~(2+)、In~(3+)、Zn~(2+)和S~(2-)离子为原料,以谷胱甘肽作为稳定剂,两步微波水热合成水溶性的CuInS_2/ZnS复合量子点。用X射线衍射法和透射电镜表征它的结构和形貌,用紫外-可见光吸收、荧光光谱、荧光寿命和荧光照片等表征光学性质,并探究温度、时间、成份对荧光性质的影响。通过该实验的设计与实施培养学生科学研究的方法和思维能力。     

6-(N,N-Dimethylamino)-2-naphthoylacryl Acid: a Highly Selective and Sensitive Fluorescent Sensor of Copper(II)

A novel fluorescent probe, 6-(N,N-dimethylamino)-2-naphthoylacryl acid(ACADAN) was designed and synthesized as a fluorescent sensor for Cu²⁺ in aqueous media. Significant amplification of fluorescence signals without causing any discernible change of maximum fluorescence emission wavelength(λ_max) was observed upon the addition of Cu²⁺. Importantly, ACADAN is capable of recognizing Cu²⁺ selectively in aqueous media in the presence of various biologically relevant metal ions and the prevalent toxic metal ions in the environment with high sensitivity(detection limit was 0.1 μmol/L).     

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.     

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.     

以9-蒽醛为荧光基团的吡唑啉衍生物荧光探针对Fe3+和Cu2+的检测

以9-蒽醛为荧光基团,吗啉环和吡唑环为识别基团,合成了一种新型荧光探针1,5-二苯基-3-(10-(吗啉甲基)蒽-2-基)吡唑啉(PMAP),利用1H NMR、13C NMR和单晶衍射表征其结构,通过荧光发射光谱和紫外可见吸收光谱研究其离子识别性能。结果表明,探针PMAP对Fe³⁺、Cu²⁺具有良好的识别效果,荧光量子产率分别从0.14降到0.05和0.04,溶液颜色从淡黄色变为蓝色。PMAP与Fe³⁺/Cu²⁺以1∶1的化学计量比形成配合物,检测限约为1μmol·L^-1。同时,干扰实验表明PMAP具有良好的抗干扰性能。在实际样品中的应用表明,PMAP传感器能有效地检测实际水样中的Cu²⁺和Fe³⁺。另外,根据Fe³⁺、Cu²⁺和H+不同组合时PMAP的量子产率构建了分子水平上的三输入NOR逻辑门电路。     

A Highly Selective Fluorescent Chemosensor for Cu2+

A new Zn²⁺ probe L2-Zn(L2=naphthofuran carbonylhydrazone derivant) was synthesized as a fluorescence chemosensor for Cu²⁺, by which Cu²⁺ ion could be detected with high selectivity and sensitivity in a wide pH range via a displacement “turn-off” signaling strategy. Whereas the coordination between Zn²⁺ and L2 resulted in a considerable enhancement of typical luminescence of a naphthalofuran group in complex L2-Zn, the addition of Cu²⁺ ion led to a dramatic decrease in the emission intensity of probe L2-Zn at about 503 nm(excitation at 423 nm). The competitive fluorescent experiments showed that other metal ions, such as Hg²⁺, Fe³⁺, Ag⁺, Ca²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺ and Mg²⁺ could not impact the detection of Cu²⁺. The detection limit of the novel probe L2-Zn for Cu²⁺ ion was as low as 2.3×10^-7 mol/L, which is far lower than the guideline value of 1.6×10^-5 mol/L of the United States Environmental Protection Agency.