【摘要】：近年來,熒光光譜分析法因其操作簡便、靈敏度高和可以快速檢測生物樣品等優(yōu)點在生物分子檢測方面得到了廣泛的應(yīng)用。為了實現(xiàn)目標(biāo)分子的檢測和追蹤,我們必須將其與熒光探針的信號建立關(guān)系。傳統(tǒng)方法使用熒光染料作為熒光探針,而熒光染料因抗光漂白能力差、吸收帶狹窄、熒光壽命短等問題在生物成像和生物分子檢測的應(yīng)用方面受到限制。量子點可以彌補(bǔ)熒光染料光漂白、光穩(wěn)定性差等缺點,但傳統(tǒng)量子點中的重金屬泄露和表面有機(jī)基團(tuán)引起的細(xì)胞毒性等關(guān)鍵問題仍然存在。石墨烯量子點由于其制備成本低廉、光致發(fā)光可調(diào)、光穩(wěn)定性好、生物相容性好、易于官能化等優(yōu)點,被認(rèn)為是有機(jī)染料和含重金屬量子點的有競爭力的替代品。在本論文中,我們基于石墨烯量子點構(gòu)建熒光生物傳感器,實現(xiàn)了對一些重要的生物小分子的靈敏檢測。第一章,我們對石墨烯量子點的基本性質(zhì)、制備方法及其在熒光生物傳感器方面的相關(guān)研究進(jìn)行了簡要的概述,并闡明了本論文的研究內(nèi)容和研究意義。第二章,我們基于鄰苯二醌對石墨烯量子點的熒光猝滅作用構(gòu)建了一種新型的光學(xué)傳感器用于抗壞血酸的檢測。過氧化氫在辣根過氧化物酶的存在下,可以生成羥基自由基。具有強(qiáng)氧化作用的羥基自由基可以將還原性的鄰苯二酚氧化為鄰苯二醌,鄰苯二醌可以使石墨烯量子點的熒光得到顯著的猝滅。抗壞血酸作為生物體內(nèi)的強(qiáng)還原性物質(zhì),在與鄰苯二酚同時存在的條件下可以優(yōu)先和羥基自由基發(fā)生反應(yīng)生成脫氫抗壞血酸,抑制了鄰苯二醌的生成,從而導(dǎo)致體系熒光的恢復(fù)。通過對體系熒光強(qiáng)度的變化,我們實現(xiàn)了對抗壞血酸的定量檢測。第三章,我們基于Fe~(3+)和Fe~(2+)對石墨烯量子點熒光的猝滅作用的差異構(gòu)建了一種簡單、靈敏的熒光傳感器用于檢測與過氧化氫釋放相關(guān)的代謝物質(zhì),如葡萄糖和尿酸。相同濃度下的Fe~(3+)相比于Fe~(2+)可以更加顯著地猝滅石墨烯量子點的熒光,并且Fe~(2+)可以通過過氧化氫實現(xiàn)向Fe~(3+)的轉(zhuǎn)化。很多酶參與的反應(yīng)都伴隨著過氧化氫的產(chǎn)生,如葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下,尿酸在尿酸酶的作用下都可以生成過氧化氫,且在相應(yīng)酶存在的條件下,葡萄糖和尿酸的量與其生成的過氧化氫的量存在一定的比例關(guān)系,因此通過體系熒光強(qiáng)度的變化可以實現(xiàn)對葡萄糖和尿酸的定量檢測。第四章,我們基于Cu~(2+)與石墨烯量子點表面的多巴胺反應(yīng)生成的復(fù)合物對石墨烯量子點的猝滅作用建立了一種靈敏的、低成本的熒光傳感器用于多巴胺或抗壞血酸的檢測。Cu~(2+)對單獨(dú)的石墨烯量子點的熒光沒有明顯的影響。當(dāng)在石墨烯量子點中加入多巴胺后,含氨基基團(tuán)的多巴胺可以通過靜電作用與表面富含羧基的石墨烯量子點復(fù)合在一起,此時在體系中加入Cu~(2+),Cu~(2+)可以氧化量子點表面的多巴胺,并與之形成半醌復(fù)合物,使體系熒光發(fā)生猝滅。但當(dāng)抗壞血酸與Cu~(2+)同時加入到體系中時,抗壞血酸可優(yōu)先與Cu~(2+)反應(yīng),生成對量子點表面的多巴胺沒有反應(yīng)能力的脫氫抗壞血酸和Cu~+,從而抑制了半醌復(fù)合物的生成,使體系熒光恢復(fù)�；隗w系熒光強(qiáng)度的變化,我們實現(xiàn)了對多巴胺和抗壞血酸的靈敏檢測。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.3;TP212.3

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