本文關(guān)鍵詞：環(huán)糊精修飾CdTe量子點熒光探針的制備及其分子識別的研究

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【摘要】：自然界中生命體的活動往往是在納米尺度界面上關(guān)聯(lián)的分子識別過程,因此研究此識別機制有助于我們更好地理解生命現(xiàn)象。量子點是一種新型的熒光納米材料,具有優(yōu)異的、可尺寸調(diào)控的光學(xué)性能,比如寬的吸收光譜和較窄的熒光發(fā)射光譜。環(huán)糊精因其獨特分子結(jié)構(gòu),利用其包絡(luò)作用展現(xiàn)了優(yōu)異的分子識別能力。本論文成功開發(fā)出p-環(huán)糊精修飾的量子點作為主體的熒光探針,在水相中成功對非手性和手性分子實現(xiàn)了分子識別,具體內(nèi)容如下：首先,以水相合成法制備了巰基丙酸負載的CdTe量子點。重點探討了反應(yīng)體系中反應(yīng)物總濃度,pH值,前驅(qū)體含量,巰基丙酸配體含量以及配體種類對量子點熒光性能的影響。獲得了以MPA為配體,總濃度為3mM(Cd2+),pH為10,摩爾比Cd:MPA:Te=1：1：0.2最優(yōu)化制備條件。其次,以6A-巰基-β-環(huán)糊精進一步表面修飾最佳條件制備的CdTe量子點,獲得粒徑3～4 nm、高熒光量子效率(65%,以羅丹明B為參照物)的熒光探針。該熒光探針在pH=7.7的水相中,實現(xiàn)了對鄰、間、對三種硝基苯酚異構(gòu)體的檢測,其檢測限分別達到0.05、0.3和0.05μM。在低于100μM的濃度范圍內(nèi),均有線性的熒光猝滅規(guī)律,其主要猝滅機理為環(huán)糊精包結(jié)作用下電子轉(zhuǎn)移機制。結(jié)果表明,該熒光探針對于同分異構(gòu)體有著優(yōu)異的檢測選擇性。最后,提出了一種利用硅膠和硅烷化環(huán)糊精逐層包裹量子點的修飾方法,獲得了環(huán)糊精點擊硅膠包覆的CdTe量子點。該熒光探針對四對氨基酸外消旋體的熒光響應(yīng)行為各不相同,展現(xiàn)了不同程度的熒光增強或者略微減弱,其中色氨酸和組氨酸對映體的熒光增強響應(yīng)現(xiàn)象相對較強。對映體之間的相應(yīng)行為差異可以歸因于環(huán)糊精不同的穩(wěn)定絡(luò)合常數(shù),這一點也通過能量密度理論計算得到了驗證。同時,分別在0-50和0-8μM濃度范圍內(nèi),D-組氨酸和L-組氨酸的熒光響應(yīng)行為符合朗繆爾等溫方程的直線關(guān)系式。
【關(guān)鍵詞】：量子點 環(huán)糊精 分子識別 硝基苯酚 氨基酸
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-27
• 1.1 引言11
• 1.2 環(huán)糊精的簡介與修飾11-15
• 1.2.1 環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 環(huán)糊精的分子識別性能13-14
• 1.2.3 環(huán)糊精的修飾14-15
• 1.3 量子點的綜合介紹15-20
• 1.3.1 量子點的概念和性能15-17
• 1.3.2 量子點的種類17
• 1.3.3 量子點的制備方法17-19
• 1.3.4 量子點的表面修飾及應(yīng)用19-20
• 1.4 環(huán)糊精類熒光探針20-25
• 1.4.1 有機熒光染料分子環(huán)糊精探針20-22
• 1.4.2 納米金屬環(huán)糊精探針22-23
• 1.4.3 半導(dǎo)體量子點環(huán)糊精探針23-25
• 1.5 本文的創(chuàng)新點和主要研究內(nèi)容25-27
• 1.5.1 本文的創(chuàng)新點26
• 1.5.2 本文的主要研究內(nèi)容26-27
• 2 水溶性CdTe量子點的合成27-36
• 2.1 實驗藥品和儀器27
• 2.2 水相法制備CdTe量子點27
• 2.2.1 NaHTe前驅(qū)體的合成27
• 2.2.2 水相合成CdTe量子點27
• 2.3 反應(yīng)條件因素對CdTe量子點熒光光譜的影響27-35
• 2.3.1 反應(yīng)體系總濃度的影響28-29
• 2.3.2 反應(yīng)體系中NaHTe含量的影響29-30
• 2.3.3 巰基丙酸(MPA)投料含量的影響30-32
• 2.3.4 反應(yīng)初始pH的影響32-34
• 2.3.5 配體巰基乙酸(TGA)和巰基丙酸(MPA)的影響34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 環(huán)糊精負載CdTe量子點熒光探針對硝基苯酚異構(gòu)體的檢測36-57
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實驗藥品和儀器37-38
• 3.3 合成部分38-41
• 3.3.1 合成6~A-巰基-β-環(huán)糊精(SH-CD)38-40
• 3.3.2 環(huán)糊精負載CdTe量子點的制備40-41
• 3.4 巰基環(huán)糊精修飾的CdTe量子點的表征41-45
• 3.4.1 回流時間對量子點的光學(xué)性能影響41-42
• 3.4.2 回流時間4h的CdTe QDs和β-CD-CdTe QDs的紫外吸收與熒光發(fā)射譜圖42-43
• 3.4.3 CdTe QDs和β-CD-CdTe QDs的形貌表征43-44
• 3.4.4 CdTe QDs和β-CD-CdTe QDs的紅外譜圖44
• 3.4.5 熒光量子效率44-45
• 3.5 β-CD-CdTe QDs對硝基苯酚異構(gòu)體的檢測45-50
• 3.5.1 量子點體系濃度和pH的選定45-47
• 3.5.2 硝基苯酚異構(gòu)體的檢測47-50
• 3.6 熒光探針檢測機理的探究50-54
• 3.6.1 CdTe QDs對硝基苯酚異構(gòu)體的檢測50-51
• 3.6.2 熒光壽命的檢測51-54
• 3.6.3 加入硝基苯酚后β-CD-CdTe QDs的紫外吸收檢測54
• 3.7 硝基苯酚異構(gòu)體混合物的檢測54-55
• 3.8 本章小結(jié)55-57
• 4 環(huán)糊精點擊鍵合硅膠/CdTe量子點納米熒光探針制備及手性識別57-71
• 4.1 引言57-58
• 4.2 合成部分58-61
• 4.2.1 實驗藥品58-59
• 4.2.2 6~A-疊氮基-β-環(huán)糊精(N_3-CD)的合成59
• 4.2.3 硅膠包覆的CdTe量子點(SiO_2/CdTe QDs)的制備59
• 4.2.4 N-3-(三乙氧硅基)丙基-2-丙炔酰胺的合成59
• 4.2.5 點擊反應(yīng)制備硅烷化的β-環(huán)糊精59-61
• 4.2.6 環(huán)糊精點擊鍵合硅膠修飾CdTe量子點納米顆粒(CD/SiO_2/CdTe QDs)的制備61
• 4.3 CD/SiO_2/CdTe QDs制備條件的優(yōu)化與表征61-64
• 4.3.1 KH-590加入量對SiO_2/QDs熒光性能的影響61
• 4.3.2 硅烷化β-環(huán)糊精加入量對CD/SiO_2/CdTe QDs熒光性能的影響61-62
• 4.3.3 CD/SiO_2/CdTe QDs的表征62-64
• 4.4 CD/SiO_2/CdTe QDs對氨基酸消旋體的檢測64-70
• 4.4.1 檢測濃度和pH的優(yōu)化64-65
• 4.4.2 CD/SiO_2/CdTe QDs對氨基酸單體的檢測65-68
• 4.4.3 組氨酸對映體系列濃度的檢測68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-81
• 附錄81

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