以檸檬酸和硫脲為前驅(qū)體,采用微波輔助法一步合成了氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn),可用于具有高選擇性和高靈敏度的Fe³⁺快速檢測。通過透射電子顯微鏡（TEM）、紫外吸收光譜、熒光光譜和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）對氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)進(jìn)行了表征。通過氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的FTIR檢測,證明其表面富含氨基和磺酸基等基團(tuán)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fe³⁺可與這些基團(tuán)反應(yīng),使氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的熒光靜態(tài)淬滅。在Fe³⁺的濃度為0～500μmol/L時,氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度與Fe³⁺的濃度有良好的線性關(guān)系,并且在自來水中的檢測限為200 nmol/L。此外,氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)具有在細(xì)胞中檢測Fe³⁺的潛力,拓展了其在生物傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用。 

【文章來源】：微納電子技術(shù). 2020,57(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

對氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的表征結(jié)果

氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)表面豐富的羧基、羥基、氨基和磺酸基基團(tuán)賦予了其對金屬離子的親和力，因此研究了碳量子點(diǎn)用于檢測Fe3+的可行性。圖2為氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)加入350mol/L Fe3+時的時間分辨熒光衰減曲線。如圖2所示，隨著Fe3+(350μmol/L）的加入，碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度迅速（10 s）降低且降低程度明顯，表明碳量子點(diǎn)可用于快速檢測Fe3+。圖3為碳量子點(diǎn)的靈敏度檢測結(jié)果，如圖3(a）所示，當(dāng)Fe3+溶液加入到碳量子點(diǎn)中，碳量子點(diǎn)會出現(xiàn)熒光淬滅的現(xiàn)象，隨著Fe3+濃度的升高，碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度逐漸減弱。并且Fe3+的濃度為0～500μmol/L時，有良好的線性關(guān)系，如圖3(b）所示，圖中F0和F分別為有無Fe3+的氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度。當(dāng)Fe3+的濃度為0～250μmol/L時，回歸方程可用公式Y(jié)1=0.96+0.003 X1表示，相關(guān)系數(shù)為R21=0.989；當(dāng)Fe3+的濃度為250～500μmol/L時，回歸方程可用公式Y(jié)2=-0.59+0.09X2表示，相關(guān)系數(shù)為R22=0.982。對試劑空白連續(xù)測定11次，求得結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差SD，根據(jù)3 SD/k計(jì)算得出檢測限200 nmol/L，其中k是線性方程的斜率。表1為不同碳量子點(diǎn)檢測Fe3+的結(jié)果比較。如表1所示，該熒光探針的檢測范圍及檢測限與其他的熒光探針相當(dāng)。圖3 氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的靈敏度檢測結(jié)果

圖2 氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)加入350μmol/L Fe3+時的時間分辨熒光衰減曲線同時還研究了氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)對其他金屬離子的選擇性。不同的金屬離子溶液在相同的情況下加入到氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)溶液中，通過測量其熒光強(qiáng)度，對碳量子點(diǎn)檢測Fe3+的選擇性熒光探針進(jìn)行了評估。圖4為氮硫共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)的選擇性檢測圖。從圖4(a）和（b）可以看出，不同的金屬離子加入到碳量子點(diǎn)中，F(xiàn)e3+導(dǎo)致明顯的淬滅，而其他金屬離子對熒光的影響很小，說明制備的碳量子點(diǎn)對Fe3+有良好的特異性。由圖4可知，F(xiàn)e3+對碳量子點(diǎn)表面的基團(tuán)的吸附作用強(qiáng)于其他離子�？赡苁怯捎谔剂孔狱c(diǎn)表面的磺酸基中的硫原子的電負(fù)性較低，并且原子的半徑較大，因此容易失去最外層的電子，使Fe3+與磺酸基發(fā)生配位作用，將Fe3+吸附到碳量子點(diǎn)的表面，形成非熒光絡(luò)合物，導(dǎo)致碳量子點(diǎn)的熒光淬滅。


本文編號：3513922