源自石榴籽的高發(fā)光熒光碳量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、熒光碳量子點(diǎn)自從2004年被首次發(fā)現(xiàn)以來，就以細(xì)胞毒性低、耐光漂白、發(fā)射可調(diào)諧、生物相容性好以及穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)受到了人們的廣泛關(guān)注。目前，已經(jīng)報道有各種各樣的合成方法和碳源用于碳量子點(diǎn)的制備，并且碳量子點(diǎn)已經(jīng)應(yīng)用于生物成像、生物傳感、光催化、光電設(shè)備等領(lǐng)域。但是合成高發(fā)光性能和具有表面功能化的碳量子點(diǎn)，并將其作為熒光探針用于生物和環(huán)境分析仍然是科研工作者面對的挑戰(zhàn)。本論文以天然產(chǎn)物石榴籽為碳源，分別以乙二胺、氨基酸和核黃素為鈍化劑，制備

2、出了4種發(fā)光性能各異的碳量子點(diǎn)，并將其作為熒光探針分別應(yīng)用于多巴胺、谷胱甘肽、對硫磷和汞離子含量的高靈敏檢測。主要研究工作概括如下:
　　以石榴籽為碳源，乙二胺為鈍化劑，通過微波法一步合成了熒光碳量子點(diǎn)。在紫外燈照射下碳量子點(diǎn)發(fā)出藍(lán)色熒光，并且對溶液的酸堿性具有良好的感應(yīng)。所合成的碳量子點(diǎn)主要通過靜電作用與多巴胺發(fā)生相互作用使碳量子點(diǎn)的熒光猝滅。據(jù)此建立了一種以碳量子點(diǎn)作為熒光探針高靈敏、高選擇性檢測多巴胺含量的新方法，多巴胺的線

3、性檢測范圍為0.1-8μg/mL，檢出限為31 ng/mL。該方法已經(jīng)應(yīng)用于血清和尿樣中多巴胺含量的檢測，樣品的回收率在98.0～103.5％之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在3.1％以內(nèi)。除此之外，所合成的碳量子點(diǎn)還可以用于斑馬魚成像，顯示出良好的生物相容性。
　　利用石榴籽為碳源，乙二胺作為表面鈍化劑，采用水熱法合成熒光碳量子點(diǎn)。所合成的碳量子點(diǎn)具有藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率為23.80％。此外，汞離子能夠與碳量子點(diǎn)表面的-OH和-COOH配位鍵

4、合，激發(fā)態(tài)的碳量子點(diǎn)將電子轉(zhuǎn)移給了汞離子空的d軌道，造成碳量子點(diǎn)熒光猝滅，而谷胱甘肽能通過形成Hg-S鍵和汞離子選擇性地鍵合，使得復(fù)合物解離，體系的熒光在一定程度上得到恢復(fù)。據(jù)此提出了一種熒光“關(guān)-開”型高靈敏檢測谷胱甘肽的方法。當(dāng)谷胱甘肽的濃度在0.1-6μM的范圍內(nèi)時，與體系的熒光增強(qiáng)值之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限為32 nM。該方法可以應(yīng)用于生物樣品中谷胱甘肽的檢測。
　　以石榴籽、色氨酸和天冬氨酸為原料，利用水熱法制備了

5、熒光碳量子點(diǎn)。該碳量子點(diǎn)在紫外光下發(fā)出藍(lán)色熒光，量子產(chǎn)率達(dá)到35.78％。有機(jī)磷農(nóng)藥對硫磷與碳量子點(diǎn)發(fā)生相互作用，減少了碳量子點(diǎn)表面的缺陷，不利于碳量子點(diǎn)導(dǎo)帶中的激發(fā)態(tài)電子(e-)和價帶中的空穴(h+)的非輻射復(fù)合，導(dǎo)致碳量子點(diǎn)熒光增強(qiáng)。從而建立了一種熒光增強(qiáng)型檢測對硫磷的新方法。對硫磷的線性范圍為0.01-1.1μM，檢出限為3.7 nM。將該方法應(yīng)用到環(huán)境水樣中對硫磷含量的檢測，樣品的回收率在98.0-102.7％之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差