甘氨酸功能化石墨烯量子點的合成及熒光傳感的構(gòu)建.pdf

1、石墨烯量子點(Graphene quantum dots，GQDs)是近年來發(fā)展起來的一種新型石墨烯材料，具有比表面積大，生物相容性好等特點。GQDs具有光致發(fā)光的特性，使其作為新的熒光探針方面具有較大的應(yīng)用前景。但單獨的石墨烯量子點存在熒光量子產(chǎn)率低，反應(yīng)活性低等缺點，大大限制其在傳感分析中的應(yīng)用。對石墨烯量子點進(jìn)行功能化是改善石墨烯量子點性能的有效手段。甘氨酸(Glycine)是結(jié)構(gòu)最為簡單的氨基酸，修飾在量子點的表面不會引起較大的

2、空間位阻而引起傳感的敏感度下降；同時是富含氨基和羧基，在一定的條件下可以和金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，具有較多的分子功能。因此，本研究以合成甘氨酸(GLY)功能化的石墨烯量子點(GLY-GQDs)為出發(fā)點，圍繞甘氨酸功能化石墨烯量子點的合成、表征及其在熒光傳感中的應(yīng)用展開了一系列的研究工作，合成了高質(zhì)量的石墨烯量子點，并基于特殊的化學(xué)反應(yīng)，構(gòu)建了高靈敏高選擇的熒光傳感分析體系。所獲為高質(zhì)量石墨烯量子點的合成和應(yīng)用提供了方法學(xué)的參考和依據(jù)。具體

3、內(nèi)容如下:（1）GLY-GQDs的合成及基于內(nèi)濾光效應(yīng)檢測檸檬黃
　　以乙二醇為碳源，甘氨酸為功能化分子，通過熱裂解的方法合成甘氨酸功能化的石墨烯量子點(GLY-GQDs)，利用透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)，紫外及熒光光譜對GLY-GQDs進(jìn)行了表征。GLY-GQDs熒光量子產(chǎn)率高達(dá)21.72％，在0.10 mol/L的NaCl、pH2.0-11.0的PBS緩沖溶液及常溫空氣氣氛下放置60天，熒光強度變化不超過5

4、%。檸檬黃的紫外吸收與GLY-GQDs的激發(fā)和發(fā)射光譜在314-508 nm范圍內(nèi)有較大程度的重疊，基于內(nèi)濾光效應(yīng)，構(gòu)建了GLY-GQDs檢測檸檬黃的熒光傳感體系。該傳感體系對檸檬黃的檢測線性范圍為33.0-1.30×104 nmol/L，檢測限為3.50 nmol/L。相對于報道的方法，該方法具有更高的靈敏度和選擇性，可用于飲料中檸檬黃的檢測。
　?。?）基于GLY-GQDs熒光開-關(guān)型測定L-抗壞血酸
　　GLY-GQD

5、s與鈰(Ce，Ⅳ)通過配位作用形成GLY-GQDs-Ce4+非發(fā)光配合物。由于抗壞血酸(AA)具有強的還原性，能將Ce(Ⅳ)還原成Ce(Ⅲ)，GLY-GQDs熒光恢復(fù)?；谝陨系脑?，構(gòu)建了檢測AA的熒光傳感。熒光恢復(fù)率與加入的AA的濃度在0.03-17.0μmol/L呈良好的線性關(guān)系，檢測限是25.0 nmol/L，該傳感的檢測結(jié)果與文獻(xiàn)報道的相比較，線性范圍更寬、靈敏度更高。此外，該傳感器在檢測生物樣本中的AA時，常見共存的生物小分

6、子谷胱甘肽、半胱氨酸、多巴胺、尿酸等對該體系均不存在干擾，顯示出較高的選擇性，該方法已成功的應(yīng)用到檢測血清和細(xì)胞中的AA，為臨床中高靈敏、高選擇的檢測AA提供了簡便快捷的方法。
　?。?）GLY-GQDs的合成及基于熒光開-關(guān)型磷酸代謝產(chǎn)物
　　檸檬酸作為碳源，甘氨酸為功能化分子，通過熱裂解的方法合成GLY-GQDs。該量子點表現(xiàn)出良好的水溶性和高的熒光量子產(chǎn)率(33.34%)。通過 TEM，XPS，原子力顯微鏡(AFM)對

7、合成的GLY-GQDs進(jìn)行表征。Fe(Ⅲ)與GLY-GQDs由于配位作用，使GLY-GQDs的熒光猝滅。而Fe(Ⅲ)與磷酸根粒子有更強的配位作用， GLY-GQDs熒光恢復(fù)?；谝陨显順?gòu)建了檢測磷酸代謝產(chǎn)物的熒光傳感體系。ATP的線性范圍為0.03-2.0μmol/L，檢測限為15.0 nmol/L，同時采用標(biāo)準(zhǔn)加入法做了生物樣本（細(xì)胞和血樣）的線性，測得在細(xì)胞和血樣中的磷酸代謝產(chǎn)物的濃度分別為：2.19 mmol/L，4.29 mm