發(fā)布時間：2019-05-05 06:39

【摘要】：碳類量子點(diǎn)(Carbon-based Quantum Dots,CQDs)作為一種新型的熒光碳納米材料,因其具備良好的光學(xué)特性、電學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì),能夠很好的應(yīng)用于光電設(shè)備、傳感器、生物成像及生化分析領(lǐng)域。事實(shí)上,在生物領(lǐng)域,常用傳統(tǒng)的有機(jī)染料作為標(biāo)記試劑對細(xì)胞和生物分子進(jìn)行染色或修飾標(biāo)記進(jìn)行細(xì)胞和分子鑒別與測量；而在光電設(shè)備及傳感器方面也是半導(dǎo)體量子點(diǎn)研究的更多并且更透徹。然而,這類傳統(tǒng)有機(jī)染料往往因?yàn)闊晒鈮勖�、生物相容性差、易光分解且分解產(chǎn)物通常有毒有害、難以進(jìn)行多色同時標(biāo)記等不足限制了其在生化分析方面的應(yīng)用；而半導(dǎo)體量子點(diǎn)往往含有重金屬元素,難免阻礙了它在傳感器和光電設(shè)備方面的發(fā)展。與傳統(tǒng)有機(jī)染料和半導(dǎo)體量子點(diǎn)比較而言,CQDs作為一種新型熒光標(biāo)記試劑,避免了以上種種不足并且以其良好的生物相容性、高效且穩(wěn)定的熒光強(qiáng)度、窄且對稱的發(fā)射峰等優(yōu)勢引起了新的研究熱潮。本文主要開展了基于熱解不同前驅(qū)體合成CQDs并研究其光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用的工作。主要內(nèi)容如下：(1)利用鏈霉素作為前驅(qū)體通過水熱合成方法制備得到一種氮摻雜CQDs得到的CQDs化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、尺寸均一、細(xì)胞毒性低,并且具有較好的細(xì)胞成像能力。(2)通過一步法固相熱處理谷胱甘肽制備得到氮硫共摻雜CQDs。此方法簡單、綠色,合成得到的CQDs具備尺寸均一、熒光性能好且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。以此CQDs為熒光探針,可以實(shí)現(xiàn)Hg2+的高靈敏性和高選擇性檢測。(3)利用過硫酸銨、葡萄糖和乙二胺作為前驅(qū)體通過熱處理的方法合成得到了氮硫共摻雜CQDs。相比于空白的CQDs,這種CQDs不僅顯示了很好的熒光特性以及較高的量子產(chǎn)率,同時具有規(guī)則的形貌和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。以此氮硫共摻雜CQDs作為探針,可以實(shí)現(xiàn)甲氨蝶呤的高靈敏性和高選擇性檢測,并且可以對實(shí)際樣品中的甲氨蝶呤進(jìn)行檢測。(4)通過熱解檸檬酸和硫脲混合物制備得到一種氧硫共摻雜的石墨相氮化CQDs。這種氮化CQDs顯示了很好的熒光性能,其中量子產(chǎn)率為14.5%。此外,以此CQDs為熒光探針可以實(shí)現(xiàn)Hg2+的高靈敏性和高選擇性檢測,且具備較好的細(xì)胞成像能力。
[Abstract]:Carbon quantum dots (Carbon-based Quantum Dots,CQDs), as a new type of fluorescent carbon nanomaterials, have good optical, electrical and biological properties, and can be used in photoelectric devices and sensors. Bioimaging and biochemical analysis. In fact, in the field of biology, traditional organic dyes are often used as labeling reagents to stain or modify cells and biomolecules for cell and molecular identification and measurement. And in the photoelectric device and the sensor aspect also is the semiconductor quantum dot research more and more thorough. However, due to their short fluorescence life, poor biocompatibility, easy photolysis and toxic and harmful decomposition products, it is difficult to carry out multi-color simultaneous labeling, which limits the application in biochemical analysis of this kind of traditional organic dyestuffs, such as short fluorescence lifetime, poor biocompatibility, easy to decompose, and toxic and harmful products. Semiconductor quantum dots often contain heavy metal elements, which inevitably hinder the development of sensors and optoelectronic devices. Compared with traditional organic dyes and semiconductor quantum dots, CQDs, as a new fluorescent labeling reagent, avoids all these shortcomings and has good biocompatibility, high efficiency and stable fluorescence intensity. Narrow and symmetrical emission peaks lead to a new research boom. In this paper, the synthesis of CQDs based on pyrolysis precursors and its optical properties and applications have been studied. The main contents are as follows: (1) using streptomycin as precursor to prepare a nitrogen-doped CQDs by hydrothermal synthesis, the chemical properties of a nitrogen-doped CQDs are stable, the size is uniform, and the cytotoxicity is low. (2) nitrogen-sulfur co-doped CQDs. was prepared by one-step solid-state heat treatment of glutathione. This method is simple and green, and the synthesized CQDs has the advantages of uniform size, good fluorescence performance and stability. High sensitivity and selectivity of Hg2 can be achieved by using CQDs as fluorescence probe. (3) nitrogen-sulfur co-doped CQDs. was synthesized by heat treatment using ammonium persulfate, glucose and ethylenediamine as precursors. Compared with blank CQDs, this CQDs not only shows good fluorescence properties and high quantum yield, but also has regular morphology and excellent chemical stability. High sensitivity and selectivity of methotrexate can be achieved by using this nitrogen-sulfur co-doped CQDs as probe. Methotrexate can be detected in real samples. (4) an oxygen-sulfur co-doped graphite phase CQDs. was prepared by pyrolysis of citric acid and thiourea mixture. This nitride CQDs shows good fluorescence properties, in which the quantum yield is 14.5%. In addition, CQDs can be used as a fluorescent probe to detect Hg2 with high sensitivity and selectivity, and it has good imaging ability.
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O657.3;TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 關(guān)磊;;一維碳納米材料的研究進(jìn)展[J];真空;2013年06期

2 ;碳納米材料可能損害腦組織[J];知識就是力量;2004年05期

3 陳桉,毛宗強(qiáng),朱宏偉,徐才錄;平衡壓力對碳納米材料儲氫的影響[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年05期

4 張超,魯雪生,顧安忠;氫在碳納米材料中吸附的實(shí)驗(yàn)研究[J];太陽能學(xué)報;2004年05期

5 鄭青榕;顧安忠;魯雪生;林文勝;;溫度對碳納米材料儲氫行為的影響[J];化工學(xué)報;2004年S1期

6 徐磊;段林;陳威;;碳納米材料的環(huán)境行為及其對環(huán)境中污染物遷移歸趨的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2009年01期

7 劉信勇;朱琳;;人工碳納米材料懸濁液的制備及其濃度測定方法[J];中國科技論文在線;2009年05期

8 肖安國;王立;劉清泉;高敬民;趙玉來;李超;;從乙烯與丙烯酸二茂鐵甲酰氧基乙酯共聚物制備碳納米材料[J];高分子學(xué)報;2009年08期

9 ;石墨化碳納米材料的制備方法[J];企業(yè)科技與發(fā)展;2010年05期

10 蔡彬;;氟化碳納米材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];中國科技信息;2010年18期

相關(guān)會議論文 前10條

1 智林杰;;新型碳納米材料的化學(xué)途徑構(gòu)建及其應(yīng)用探索[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

2 趙慧敏;全燮;劉猛;;基于功能化碳納米材料的傳感設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

3 晏曉敏;蓋克;石寶友;;分散碳納米材料對有機(jī)污染物的吸附[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

4 袁媛;賈光;王翔;劉佳蕙;臻森;王海芳;劉元方;;氣管滴注暴露下碳納米材料在小鼠肺部的轉(zhuǎn)移[A];中國毒理學(xué)會第五次全國學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

5 陳永勝;黃毅;馬延風(fēng);王燕;許艷菲;張小巖;梁嘉杰;呂歆;;碳納米材料及其高分子復(fù)合材料的合成與應(yīng)用研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

6 王海芳;;碳納米材料的安全性研究及解決方案[A];第六屆海峽兩岸毒理學(xué)研討會論文集[C];2011年

7 王紅霞;劉代志;宋仔標(biāo);;碳納米材料紅外消光特性研究[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

8 王賢保;李名劍;田蓉;;特種碳納米材料的制備及功能化修飾研究[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會有機(jī)固體材料分會場論文集[C];2008年

9 趙宇亮;;碳納米材料的毒理學(xué)特性與化學(xué)調(diào)控[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 關(guān)磊;;一維碳納米材料的制備與應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第8分會場摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 ;擬停止碳納米材料項(xiàng)目[N];中國證券報;2002年

2 本報記者 李宏乾;碳納米材料：化工新秀放異彩[N];中國化工報;2010年

3 李宏乾;我國碳納米材料應(yīng)用研究攻關(guān)正酣[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2010年

4 爾文;我國碳納米材料研究敢與世界論短長[N];中國有色金屬報;2002年

5 本報記者 張曄 通訊員 周偉;雞蛋熒光墨水可用于防偽[N];科技日報;2012年

6 本報記者 劉平　馬波 張璐;搶占納米技術(shù)綠色能源國際制高點(diǎn)[N];天津日報;2011年

7 本報記者 鐘志敏;國能新材料40%股權(quán)掛牌轉(zhuǎn)讓[N];中國證券報;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李雄鷹;碳納米材料表面液滴的潤濕性[D];山東大學(xué);2015年

2 王馳;磺胺甲惡唑和卡馬西平在碳納米材料上的竟?fàn)幒脱a(bǔ)充吸附行為研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 郭平生;碳納米材料化學(xué)氣相沉積制備及其場發(fā)射顯示器研究[D];華東師范大學(xué);2006年

4 朱玲玲;碳納米材料的合成、表征與性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

5 于洪霞;中空碳納米材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究[D];南京理工大學(xué);2014年

6 王曉峰;氨基修飾的碳納米材料的一步合成法及其應(yīng)用研究[D];廈門大學(xué);2007年

7 倪爽;摻雜對碳納米材料性質(zhì)影響的第一性原理研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

8 陳鍇;新型碳納米材料的制備及其在催化中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

9 王音;碳納米材料設(shè)計(jì)及相關(guān)物理問題研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

10 劉光煥;碳納米材料的模板法制備與結(jié)構(gòu)表征[D];太原理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張倩;基于維管束植物碳納米材料的制備及其吸附性能研究[D];渤海大學(xué);2015年

2 陳鑫;一維及二維碳納米材料對聚乳酸高壓結(jié)晶及其水解降解行為影響的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 陳凌霄;基于碳納米材料的共振瑞利散射和熒光方法檢測小分子的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2015年

4 劉鵬;兩種碳納米材料的輻照性能及其對Th(Ⅳ)和Eu(Ⅲ)的吸附研究[D];蘭州大學(xué);2015年

5 孔維倩;碳納米材料的制備及其在檢測與生物系統(tǒng)的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

6 張素素;基于碳納米復(fù)合材料的電化學(xué)生物傳感器的研究[D];西南科技大學(xué);2015年

7 陸亞春;熒光碳納米材料的合成及在光敏傳感與細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究[D];浙江師范大學(xué);2015年

8 馬征;氮摻雜碳納米材料的制備及其催化應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2013年

9 程秀麗;碳納米材料在痕量元素分離富集與分析中的應(yīng)用研究[D];武漢工業(yè)學(xué)院;2011年

10 鄧渭賢;廢棄膨潤土制備碳納米材料研究[D];湘潭大學(xué);2014年

，

本文編號：2469351