碳量子點(diǎn)增強(qiáng)稀土離子熒光的研究.pdf

1、碳量子點(diǎn)是一種新型的碳納米材料，它的熒光性質(zhì)穩(wěn)定，抗光漂白性強(qiáng)。此外碳量子點(diǎn)具有極其廣泛高效的光吸收譜帶。碳量子點(diǎn)的這些優(yōu)秀性質(zhì)，近年來在生物傳感、醫(yī)學(xué)成像和發(fā)光二極管等領(lǐng)域中顯示出廣泛的應(yīng)用前景。另一方面，稀土離子具有Stokes位移大、量子產(chǎn)率高和熒光壽命長等獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，利用其熒光壽命長而設(shè)計的稀土熒光探針可有效地消除各種背景熒光，極大地提高檢測信噪比。但稀土離子熒光強(qiáng)度低，多數(shù)情況下需要加入有機(jī)配體增強(qiáng)熒光，導(dǎo)致稀土熒光探針的

2、應(yīng)用受到限制。
　　本論文中，我們以碳量子點(diǎn)和稀土離子的結(jié)合作為方向，重點(diǎn)研究了碳量子點(diǎn)對稀土離子發(fā)光的增強(qiáng)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計合成了新的碳量子點(diǎn)增強(qiáng)的稀土納米材料，并且建立了新的熒光分析方法。具體內(nèi)容如下:
　　1、碳量子點(diǎn)增強(qiáng)鋱離子的發(fā)光
　　使用聚乙二醇為原料，通過水熱氧化反應(yīng)制備得到表面富含羥基的碳量子點(diǎn)。得到的碳量子點(diǎn)分散性好，粒徑均一，光學(xué)性質(zhì)優(yōu)秀。并以制備的碳量子點(diǎn)和Tb3+為原料，制備了Tb3+摻雜的碳量子

3、點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)碳量子點(diǎn)能夠顯著增強(qiáng)Tb3+的發(fā)光，碳量子點(diǎn)和Tb3+之間存在熒光共振能量轉(zhuǎn)移關(guān)系。我們對Tb3+熒光增強(qiáng)現(xiàn)象的機(jī)理進(jìn)行了初步探討，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種碳量子點(diǎn)增強(qiáng)Tb3+發(fā)光檢測三磷酸腺苷的熒光分析方法。研究結(jié)果為碳量子點(diǎn)增強(qiáng)稀土離子發(fā)光的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　2、碳量子點(diǎn)增強(qiáng)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)
　　光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)效應(yīng)是常見的一種熒光傳感機(jī)制，廣泛應(yīng)用于各種熒光傳感器的設(shè)計。我們以色氨酸-吡啶二羧酸-鋱

4、（Trp-DPA-Tb3+）與Hg2+的作用作為光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移的發(fā)光體系，研究了碳量子點(diǎn)與該體系的作用，制備了碳量子點(diǎn)與Trp-DPA-Tb3+的納米復(fù)合物C-dot-Trp-DPA-Tb3+，首次發(fā)現(xiàn)碳量子點(diǎn)能顯著增強(qiáng)Trp-DPA-Tb3+的PET效應(yīng)，增強(qiáng)幅度達(dá)到了30倍。隨后我們使用碳量子點(diǎn)增強(qiáng)的C-dot-Trp-DPA-Tb3+測定Hg2+，檢測限達(dá)到了0.1nM，超過大部分的熒光方法。這一結(jié)果對應(yīng)用碳量子點(diǎn)增強(qiáng)各種以PET