碳量子點作為一種新型熒光材料,由于其優(yōu)異的熒光光學(xué)性能、簡單的制備方法、廉價的原料、較好的生物相容性以及無毒等優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用于生物成像、熒光化學(xué)傳感器以及光催化等領(lǐng)域。然而,碳量子點的熒光發(fā)光機理仍然存在爭議。同時,當碳量子點作為熒光響應(yīng)材料檢測磺胺嘧啶時,還存在選擇性差、靈敏度差以及易受環(huán)境干擾等缺點。因此,對碳量子點熒光機理研究和實現(xiàn)具有高選擇性、高靈敏度且抗干擾的碳量子點熒光傳感器具有重要意義。同時,磺胺嘧啶作為抗菌藥的一員,大量研究表明過量使用磺胺嘧啶容易引起細菌耐藥性,故對磺胺嘧啶進行微量檢測也具有非常重要的意義。本文將圍繞碳量子點為主題,主要對碳量子點的制備、物化性能、熒光性能、熒光發(fā)光機理、淬滅機理以及作為熒光響應(yīng)材料實現(xiàn)具備高選擇性、高靈敏度檢測磺胺嘧啶的單發(fā)射熒光傳感器和抗干擾的比率型熒光傳感器進行深入研究,具體研究包括以下內(nèi)容:1、以磺胺嘧啶作為前驅(qū)體,用水熱法在最優(yōu)反應(yīng)條件下合成量子產(chǎn)率最高達82.15%的雙發(fā)射碳量子點（DCQDs）。一系列表征調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)DCQDs有兩個發(fā)射波長且都具有激發(fā)波長獨立性,同時熒光發(fā)射波長以及熒光強度在酸性和堿性之間可逆。在結(jié)構(gòu)上... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于波長和強度復(fù)用的光編碼原理圖[20]

基于碳量子點-磺胺嘧啶印跡熒光傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用研究4如圖1.3所示，成功實現(xiàn)了一種檢測Zn2+的開-關(guān)型熒光傳感器。Fig.1.3thepreparationofswitchedquantumdots[47].圖1.3開關(guān)型量子點的制備流程圖[47]。Liu[48]等人以2,5-二氨基苯磺酸和鹽酸化的4-氨基苯硼酸為前驅(qū)體，用水熱法合成了紅色熒光碳量子點，并將所合成的碳量子點成功應(yīng)用于Fe3+的檢測和肝細胞成像。Yan[42]等人合成有機或生物分子表面鈍化的高發(fā)光效率的碳量子點，并將表面鈍化后具有高發(fā)光效率的碳量子點成功應(yīng)用于老鼠肝臟細胞成像中，如圖1.4所示。同時研究發(fā)現(xiàn)表面鈍化后的碳量子點具有良好的生物相容性以及無毒性。Fig.1.4Thecarbonquantumdotsaftersurfacepassivationwereusedasfluorescencematerialstorealizefluorescenceimagingofmouseliver[42].圖1.4表面鈍化后的碳量子點作為熒光材料實現(xiàn)對老鼠肝臟的熒光成像[42]。自碳量子點第一次被發(fā)現(xiàn)以來，合成碳量子點的方法也應(yīng)接不暇。但主要分為兩大類，分別為“自上而下合成法”和“自下而上合成法”[34,49]。自上而下合成法指通過電弧放電[50]、

基于碳量子點-磺胺嘧啶印跡熒光傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用研究6通過氧化和改性后的水熱反應(yīng)制備出了量子產(chǎn)率高達54.3%的碳量子點，并將其應(yīng)用于生物成像以及基因載體。Zhou[69]等人用羥基丙烯醇和丙烯銨作為原料，用水熱法成功合成了量子產(chǎn)率高達41.4%的氮摻雜碳量子點，并將其分別用作檢測Fe3+的熒光探針和熒光墨汁。Fig.1.6thepreparationandapplicationofN-dopedcarbonquantumdots[69].圖1.6氮摻雜碳量子點的制備以及應(yīng)用[69]。然而，盡管經(jīng)過摻雜且具有優(yōu)異光致熒光性能的碳量子點已被大量報道，但碳量子點的熒光發(fā)光機理以及熒光來源仍然存在爭議。到目前為止，被廣泛認可和應(yīng)用的熒光機理主要分為兩大類，分別為碳量子點的本征發(fā)光(又稱碳核發(fā)光)和碳量子點的缺陷發(fā)光(又稱表面缺陷發(fā)光)，其發(fā)光機理如圖1.7所示[70]。


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