多色熒光紙質(zhì)傳感器及對(duì)重金屬離子現(xiàn)場(chǎng)快速可視化定量檢測(cè)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 01:10
鉛離子和鎘離子是典型的兩種重金屬離子,具有高毒性和持續(xù)的生物累積性,對(duì)環(huán)境有極大危害。因此,構(gòu)建快速定量檢測(cè)鉛離子和鎘離子的方法對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重大意義。多色熒光探針一般含有兩個(gè)及以上發(fā)射峰,通過分析發(fā)射強(qiáng)度比對(duì)環(huán)境影響提供內(nèi)置校正,可以大大提高檢測(cè)精度。紙質(zhì)傳感器便攜、成本低、可操作性強(qiáng),在不借助額外手段情況下能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分析物可視化檢測(cè),但在定量分析方面存在困難。針對(duì)以上問題,本文借助碳點(diǎn)、金納米團(tuán)簇(Au NCs)和發(fā)光氧化石墨烯三種材料獨(dú)特的熒光性質(zhì)和識(shí)別能力,分別構(gòu)建對(duì)鉛離子和鎘離子特異性響應(yīng)的多色熒光探針,并研究多色熒光紙質(zhì)傳感器對(duì)鉛離子和鎘離子進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速可視化定量檢測(cè)的效果,主要內(nèi)容如下:(1)多色熒光紙質(zhì)傳感器對(duì)鉛離子現(xiàn)場(chǎng)快速可視化定量檢測(cè)設(shè)計(jì)合成多色熒光碳點(diǎn),研究碳點(diǎn)對(duì)鉛離子的響應(yīng)。將對(duì)鉛離子響應(yīng)的碳點(diǎn)作為信號(hào)探針,以另一種對(duì)鉛離子不響應(yīng)且熒光顏色不同的碳點(diǎn)作為參比探針,通過優(yōu)化混合比例構(gòu)建多色熒光探針。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),多色探針初顯穩(wěn)定的藍(lán)色熒光,鉛離子存在時(shí),藍(lán)色熒光被猝滅而紅色熒光不變,在紫外燈下可肉眼觀察到由藍(lán)到紅的寬色度變化。另外,鉛離子濃度與熒光強(qiáng)度比(I
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
碳點(diǎn)的分類[26]
唬??0宓娜コ?椒ɑ共煌晟疲?枰??徊接嘔?4送猓??蛉?劑熱法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),是當(dāng)前合成碳點(diǎn)最廣泛使用的方法。通常,含有氨基和羧基的親水性有機(jī)物是水熱法或溶劑熱法制備碳點(diǎn)的理想碳源,如檸檬酸、乙二胺等[45]。此外,通過電化學(xué)法,使用無碳電極和有機(jī)碳源電解液進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)也可以自下而上制備碳點(diǎn)[46]。1.3.3碳點(diǎn)的應(yīng)用碳點(diǎn)含有較多的基團(tuán),設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)即可對(duì)其進(jìn)行表面修飾。表面功能化的碳點(diǎn)可與重金屬離子、陰離子或生物大分子等結(jié)合發(fā)生光學(xué)信號(hào)的變化,從而可以作為探針在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用。圖1.2使用碳點(diǎn)檢測(cè)汞離子和生物硫醇的示意圖[47]Fig1.2SchematicillustrationoftheHg2+andbiothiolsdetectionmechanismusingtheCDs[47]如圖1.2所示,Zhou等以EDTA為原料制備出高熒光強(qiáng)度碳點(diǎn),可應(yīng)用于Hg2+檢測(cè)中[47]。用天然原料制備的碳點(diǎn)也可能具有檢測(cè)重金屬離子的作用。Bandi等以馬纓丹的藍(lán)黑色漿果為原料,用水熱法合成了藍(lán)色熒光的碳點(diǎn),此碳點(diǎn)可以特異性被鉛離子猝滅,同時(shí)具有生物相容性和細(xì)胞成像能力,用于檢測(cè)環(huán)境和細(xì)胞內(nèi)的鉛離子都具有較大前景[48]。Gu等用大蔥合成了氮硫共摻雜的碳點(diǎn),可以用于檢
上褚約爸琢鮒瘟頻確?面應(yīng)用具有更大價(jià)值。Shang等使用四(羥甲基)氯化膦和D-青霉胺合成穩(wěn)定的熒光金納米簇,用雙光子激發(fā)共聚焦顯微鏡實(shí)現(xiàn)了活海拉細(xì)胞的3D成像[85]。另外,如圖1.4,Ding等用環(huán)精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)和鹽酸阿霉素(DOX)通過二硫鍵修飾BSA@AuNCs構(gòu)造了DOX/RGDBSA@AuNCs體系,當(dāng)癌細(xì)胞中的谷胱甘肽將二硫鍵切割后,DOX-SH分子從納米系統(tǒng)中釋放出來,阻礙癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。DOX/RGDBSA@AuNCs體系不僅可以實(shí)現(xiàn)藥物傳遞,而且通過體內(nèi)成像能夠觀察抗腫瘤效果,在腫瘤治療方面表現(xiàn)出較大應(yīng)用潛力[86]。圖1.4DOX/RGD–BSA@AuNC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)腫瘤治療[86]Fig1.4TumortreatmentachievedbyDOX/RGD-BSA@AuNCssystem[86]1.5氧化石墨烯1.5.1發(fā)光氧化石墨烯的性質(zhì)發(fā)光氧化石墨烯是氧化石墨烯的一種衍生物,除了具有比原始氧化石墨烯更
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米碳點(diǎn)的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 胡超,穆野,李明宇,邱介山. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]熒光化學(xué)傳感器的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用[J]. 張來新,陳琦. 合成材料老化與應(yīng)用. 2019(01)
[3]氧化石墨烯的制備還原及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張倩,唐利斌,李汝劼,項(xiàng)金鐘,黃強(qiáng),劉樹平. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]熒光碳點(diǎn)探針的合成、性質(zhì)及其在生物成像中的應(yīng)用[J]. 李亞麗,郭靖,宋娟,樸向民,徐曉龍,王英平. 影像科學(xué)與光化學(xué). 2019(01)
[5]熒光金屬納米簇的合成及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 孫歡歡,卿太平,步鴻昌,何曉曉,王柯敏. 分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2018(10)
[6]氧化石墨烯的多色發(fā)光及其在熒光成像中的應(yīng)用[J]. 陳健,孟文潮,凌梟,鄧勝松,梅青松. 中國(guó)光學(xué). 2018(03)
[7]基于功能化納米材料的環(huán)境中重金屬快速檢測(cè)研究進(jìn)展[J]. 劉廣洋,劉中笑,張延國(guó),高蘋,徐東輝,鄭姝寧. 環(huán)境化學(xué). 2017(11)
[8]試紙法在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用和展望[J]. 高文皓,余萍,郭鵬瑤,劉永亮. 廣東化工. 2016(08)
[9]熒光碳點(diǎn)的制備和性質(zhì)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 車望遠(yuǎn),劉長(zhǎng)軍,楊焜,李釩,楊偉文,田豐. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]有機(jī)、無機(jī)及納米復(fù)合熒光材料的研究進(jìn)展[J]. 王美璐,李育珍,黃志慧,高利珍. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2015(06)
碩士論文
[1]基于多色熒光碳點(diǎn)的紙質(zhì)傳感器對(duì)重金屬離子的可視化檢測(cè)[D]. 汪亦凡.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]發(fā)光氧化石墨烯的制備及其在藥物分析中的應(yīng)用[D]. 陳健.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[3]光譜分析在環(huán)境及生物化學(xué)分析中的應(yīng)用[D]. 安春華.西南大學(xué) 2010
本文編號(hào):3514990
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
碳點(diǎn)的分類[26]
唬??0宓娜コ?椒ɑ共煌晟疲?枰??徊接嘔?4送猓??蛉?劑熱法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),是當(dāng)前合成碳點(diǎn)最廣泛使用的方法。通常,含有氨基和羧基的親水性有機(jī)物是水熱法或溶劑熱法制備碳點(diǎn)的理想碳源,如檸檬酸、乙二胺等[45]。此外,通過電化學(xué)法,使用無碳電極和有機(jī)碳源電解液進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)也可以自下而上制備碳點(diǎn)[46]。1.3.3碳點(diǎn)的應(yīng)用碳點(diǎn)含有較多的基團(tuán),設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)即可對(duì)其進(jìn)行表面修飾。表面功能化的碳點(diǎn)可與重金屬離子、陰離子或生物大分子等結(jié)合發(fā)生光學(xué)信號(hào)的變化,從而可以作為探針在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用。圖1.2使用碳點(diǎn)檢測(cè)汞離子和生物硫醇的示意圖[47]Fig1.2SchematicillustrationoftheHg2+andbiothiolsdetectionmechanismusingtheCDs[47]如圖1.2所示,Zhou等以EDTA為原料制備出高熒光強(qiáng)度碳點(diǎn),可應(yīng)用于Hg2+檢測(cè)中[47]。用天然原料制備的碳點(diǎn)也可能具有檢測(cè)重金屬離子的作用。Bandi等以馬纓丹的藍(lán)黑色漿果為原料,用水熱法合成了藍(lán)色熒光的碳點(diǎn),此碳點(diǎn)可以特異性被鉛離子猝滅,同時(shí)具有生物相容性和細(xì)胞成像能力,用于檢測(cè)環(huán)境和細(xì)胞內(nèi)的鉛離子都具有較大前景[48]。Gu等用大蔥合成了氮硫共摻雜的碳點(diǎn),可以用于檢
上褚約爸琢鮒瘟頻確?面應(yīng)用具有更大價(jià)值。Shang等使用四(羥甲基)氯化膦和D-青霉胺合成穩(wěn)定的熒光金納米簇,用雙光子激發(fā)共聚焦顯微鏡實(shí)現(xiàn)了活海拉細(xì)胞的3D成像[85]。另外,如圖1.4,Ding等用環(huán)精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)和鹽酸阿霉素(DOX)通過二硫鍵修飾BSA@AuNCs構(gòu)造了DOX/RGDBSA@AuNCs體系,當(dāng)癌細(xì)胞中的谷胱甘肽將二硫鍵切割后,DOX-SH分子從納米系統(tǒng)中釋放出來,阻礙癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。DOX/RGDBSA@AuNCs體系不僅可以實(shí)現(xiàn)藥物傳遞,而且通過體內(nèi)成像能夠觀察抗腫瘤效果,在腫瘤治療方面表現(xiàn)出較大應(yīng)用潛力[86]。圖1.4DOX/RGD–BSA@AuNC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)腫瘤治療[86]Fig1.4TumortreatmentachievedbyDOX/RGD-BSA@AuNCssystem[86]1.5氧化石墨烯1.5.1發(fā)光氧化石墨烯的性質(zhì)發(fā)光氧化石墨烯是氧化石墨烯的一種衍生物,除了具有比原始氧化石墨烯更
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米碳點(diǎn)的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 胡超,穆野,李明宇,邱介山. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]熒光化學(xué)傳感器的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用[J]. 張來新,陳琦. 合成材料老化與應(yīng)用. 2019(01)
[3]氧化石墨烯的制備還原及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張倩,唐利斌,李汝劼,項(xiàng)金鐘,黃強(qiáng),劉樹平. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]熒光碳點(diǎn)探針的合成、性質(zhì)及其在生物成像中的應(yīng)用[J]. 李亞麗,郭靖,宋娟,樸向民,徐曉龍,王英平. 影像科學(xué)與光化學(xué). 2019(01)
[5]熒光金屬納米簇的合成及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 孫歡歡,卿太平,步鴻昌,何曉曉,王柯敏. 分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2018(10)
[6]氧化石墨烯的多色發(fā)光及其在熒光成像中的應(yīng)用[J]. 陳健,孟文潮,凌梟,鄧勝松,梅青松. 中國(guó)光學(xué). 2018(03)
[7]基于功能化納米材料的環(huán)境中重金屬快速檢測(cè)研究進(jìn)展[J]. 劉廣洋,劉中笑,張延國(guó),高蘋,徐東輝,鄭姝寧. 環(huán)境化學(xué). 2017(11)
[8]試紙法在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用和展望[J]. 高文皓,余萍,郭鵬瑤,劉永亮. 廣東化工. 2016(08)
[9]熒光碳點(diǎn)的制備和性質(zhì)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 車望遠(yuǎn),劉長(zhǎng)軍,楊焜,李釩,楊偉文,田豐. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]有機(jī)、無機(jī)及納米復(fù)合熒光材料的研究進(jìn)展[J]. 王美璐,李育珍,黃志慧,高利珍. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2015(06)
碩士論文
[1]基于多色熒光碳點(diǎn)的紙質(zhì)傳感器對(duì)重金屬離子的可視化檢測(cè)[D]. 汪亦凡.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]發(fā)光氧化石墨烯的制備及其在藥物分析中的應(yīng)用[D]. 陳健.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[3]光譜分析在環(huán)境及生物化學(xué)分析中的應(yīng)用[D]. 安春華.西南大學(xué) 2010
本文編號(hào):3514990
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