基于碳點(diǎn)的熒光探針的制備與發(fā)光性能的研究.pdf

1、熒光碳點(diǎn)是一類粒徑小于10nm的新型納米材料。由于具有小尺寸、卓越的水溶性、好的生物相容性、低細(xì)胞毒性、高的光穩(wěn)定性、可調(diào)的激發(fā)和發(fā)射行為及表面易于功能化，使其廣泛應(yīng)用在眾多領(lǐng)域，如分析檢測(cè)、生物成像、光催化等。本文分別采用水熱法、煅燒法及回流法合成了一系列碳點(diǎn)，主要研究了其發(fā)光性能，并將其應(yīng)用于生物成像、分析檢測(cè)和光催化劑的設(shè)計(jì)。論文的主要內(nèi)容包括以下幾部分:1.本實(shí)驗(yàn)首先用水熱法制備了熒光碳點(diǎn):以己二酸和檸檬酸銨制備的CD1能夠作為

2、Hg2+的熒光探針，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CD1在4-18μM的線性范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)，在細(xì)胞中通過(guò)觀察熒光的變化可以識(shí)別對(duì)其Hg2+進(jìn)行分析;以卡波姆934與二乙烯三胺為原料制得CD2，Co2+與碳點(diǎn)通過(guò)金屬配鍵作用使其溶液發(fā)生肉眼可見(jiàn)的顏色變化并且熒光猝滅，在0-40μM線性范圍內(nèi)可以定量檢測(cè)，并且可以應(yīng)用于實(shí)際水樣中Co2+的分析檢測(cè);通過(guò)無(wú)水檸檬酸和4，7，10-三氧-1，13-十三烷二胺制備的CD3與多巴胺通過(guò)靜電作用螯合熒光猝滅，

3、而隨著Al3+或者谷胱甘肽(GSH)的加入，可以從螯合物中奪取多巴胺釋放碳點(diǎn)使其熒光恢復(fù)，另外該探針還可以在生物體液中檢測(cè)多巴胺，在食物樣品中檢測(cè)Al3+和人體血清中檢測(cè)到GSH。2.然后用煅燒法合成了疏水性碳點(diǎn)CD4，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明得到的碳點(diǎn)能夠在有機(jī)溶劑中很好的溶解，并且在乙醇中能夠選擇性地快捷靈敏的檢測(cè)Hg2+;進(jìn)一步通過(guò)CTAB修飾制得兩親性CD5，構(gòu)建了基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)機(jī)理的熒光檢測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)表明CD5能夠作為有

4、效的能量供體，將其能量轉(zhuǎn)移給受體桑色素-Al3+，實(shí)現(xiàn)對(duì)Al3+的定性及定量分析，另外該體系由于細(xì)胞無(wú)毒性可應(yīng)用于細(xì)胞中Al3+的識(shí)別與成像。3.設(shè)計(jì)了一步回流法制備CD6，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該碳點(diǎn)不僅具有下轉(zhuǎn)換熒光性質(zhì)，而且還具有優(yōu)秀的上轉(zhuǎn)換熒光性質(zhì)，建立了一種操作簡(jiǎn)單的多功能熒光檢測(cè)體系。當(dāng)以下轉(zhuǎn)換為激發(fā)源時(shí)，CD6能夠高選擇性地檢測(cè)三硝基苯酚(TNP)，在0-50μM線性范圍內(nèi)定量檢測(cè);當(dāng)以上轉(zhuǎn)換為激發(fā)源時(shí)，TNP不能使其熒光發(fā)生猝滅，而F

5、e3+使其熒光增強(qiáng)，在8-40μM濃度范圍內(nèi)，熒光變化與Fe3+呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。4.合成了基于碳點(diǎn)的光催化劑，碳點(diǎn)優(yōu)異的熒光性質(zhì)能夠拓寬催化劑可利用光的范圍，提高催化效率。通過(guò)在WO3表面修飾碳點(diǎn)，得到的CDs/WO3在可見(jiàn)光照射下具有很強(qiáng)的光的吸收。相比于純WO3和CDs，該復(fù)合物具有較高的光催化活性，經(jīng)0.5小時(shí)光照后，亞甲基藍(lán)的降解率可達(dá)到100％;另外用CD6修飾氮化碳(C3N4)，得到的復(fù)合物CD6/C3N