基于Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的室溫磷光傳感.pdf

1、量子點(diǎn)(Quantum Dots，QDs)在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前科學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。量子點(diǎn)表面化學(xué)或物理性質(zhì)的微小變化將會(huì)改變量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)。據(jù)此，量子點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各種分析物的檢測(cè)。雖然量子點(diǎn)的熒光性質(zhì)在分析化學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但是量子點(diǎn)的室溫磷光(Room-Temperature Phosphorescence，RTP)性質(zhì)及其在分析檢測(cè)中的應(yīng)用得到的關(guān)注仍然較少。當(dāng)量子點(diǎn)和其它分子形成納米復(fù)

2、合材料時(shí)，該納米復(fù)合物會(huì)呈現(xiàn)出新的光、電或磁特性。量子點(diǎn)的納米復(fù)合材料是獲取材料新特性的一種有效手段，對(duì)于改善現(xiàn)有量子點(diǎn)的光學(xué)性能以及促進(jìn)量子點(diǎn)傳感器的發(fā)展具有十分重要的意義。本論文旨在探索摻雜量子點(diǎn)和其納米復(fù)合材料的RTP性質(zhì)及其在化學(xué)/生物傳感中的應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 (1)基于水溶性L-半胱氨酸包覆的Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的RTP性質(zhì)，發(fā)展了一種簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)、靈敏和高選擇性的檢測(cè)生物體液中依諾沙星的方法

3、。該方法能有效避免生物體液的自體熒光和散射光的干擾，并且在檢測(cè)生物體液中的依諾沙星時(shí)不需要加入任何除氧劑和誘導(dǎo)劑。同時(shí)，避免了生物體液中的金屬離子、生物分子和其它抗生素的干擾。實(shí)驗(yàn)測(cè)定依諾沙星的線性范圍為0.2～7.2μM，檢出限(3σ)為58.6 nM，對(duì)不含依諾沙星和含0.4μM依諾沙星體系的磷光強(qiáng)度差值連續(xù)11次平行測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8％。在尿樣和血清樣品中加標(biāo)依諾沙星的回收率為94％～104％。將基于Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的

4、室溫磷光法用于測(cè)定依諾沙星在人體中的代謝曲線，得到的結(jié)果和通過其它方法研究的依諾沙星代謝曲線的結(jié)果基本一致。研究結(jié)果表明摻雜量子點(diǎn)的RTP性質(zhì)將會(huì)促進(jìn)量子點(diǎn)傳感器的進(jìn)一步發(fā)展。
　　 (2)基于Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)和甲基紫(Methyl Viologen，MV)的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(Photoinduced Electron Transfer，PIET)效應(yīng)，建立了一種靈敏的定量檢測(cè)生物體液中DNA的新方法。該方法有效的利用了量子點(diǎn)

5、自身的物理和光學(xué)特性，當(dāng)MV吸附到Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)表面時(shí)，通過PIET過程，儲(chǔ)存了Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的磷光。當(dāng)DNA加入體系后，DNA和MV結(jié)合，MV從Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)表面脫附，引起Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的RTP的增強(qiáng)。該方法檢測(cè)DNA的檢出限(3σ)為33.6μgL-1，線性范圍在0.08～12 mg L-1，對(duì)不含DNA體系的磷光強(qiáng)度連續(xù)11次平行測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.7％。由于該方法是基于量子點(diǎn)磷光性質(zhì)的檢測(cè)，所以有效的

6、消除了來(lái)自樣品自體熒光和散射光的干擾。同時(shí)，這種方法能夠靈敏、快速的檢測(cè)生物體液中的DNA，避免了化學(xué)修飾和固定化的過程。
　　 (3)利用靜電自組裝構(gòu)建了Mn摻雜Zn量子點(diǎn)/八(γ-氨丙基)倍半硅氧烷(Mn摻雜ZnS QDs/OA—POSS)納米復(fù)合材料，并發(fā)展了基于此納米復(fù)合材料的定量檢測(cè)生物體液中DNA的新方法。帶八個(gè)氨基的OA-POSS作為立方結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑通過靜電作用將MPA包覆的Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)聚集起來(lái)，所形成的M

7、n摻雜ZnS QDs/OA-POSS納米復(fù)合物的RTP強(qiáng)度是Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的RTP強(qiáng)度的7.5倍。帶負(fù)電荷的DNA能夠與帶負(fù)電荷的3-巰基丙酸(MPA)包覆的Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)作用，形成了更穩(wěn)定的DNA/OA-POSS復(fù)合物，導(dǎo)致OA-POSS和量子點(diǎn)分開，引起Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)/OA-POSS納米復(fù)合物的RTP強(qiáng)度隨著DNA濃度的增高而下降。據(jù)此，我們建立了定量測(cè)定DNA的新方法。該方法的檢出限(3σ)為54.9nM