论文部分内容阅读
石墨烯量子点(GQDs)由于自身具有良好的化学惰性、易于生产、抗光漂白性、低的细胞毒性、大的比表面积、表面易于修饰,而且与传统的半导体量子点相比具有更好的生物相容性等优点。因此,GQDs在传感器、生物成像、光电器件等应用中更具发展前景。本文采用柠檬酸和脲分别作为碳源和氮源,通过一个简单、绿色的水热法一步合成N掺杂石墨烯量子点(N-GQDs),构建了荧光传感器,建立了对水样中Hg(Ⅱ)、食品中半胱氨酸(Cys)和生物体液中谷胱甘肽(GSH)新的分析方法。研究内容如下:(1)通过水热合成法一步合成了尺寸均匀、平均粒径为4.7±0.60 nm的N-GQDs。该量子点在360 nm的激发波长下最大发射波长为445 nm,由于氮原子的引入,其量子产率在一定程度上也得到了较大提高。此外,基于所制备的N-GQDs,通过Hg(Ⅱ)非辐射电子转移有效地猝灭了该量子点的荧光。因此,该荧光传感器可被用于Hg(Ⅱ)的测定。该体系对Hg(Ⅱ)的检测表现出高的灵敏性和高选择性,实验结果的线性范围为0.05-10μmol L-1,检出限为5.8 nmol L-1。在河水实际样品中成功地验证了基于N-GQDs体系对实际水样中Hg(Ⅱ)的检测是有效的,加标回收率为96%-105%。(2)由于N-GQDs和Hg(Ⅱ)之间非辐射电子转移,使得N-GQDs的荧光被Hg(Ⅱ)猝灭。当Cys加入到N-GQDs-Hg(Ⅱ)体系后,Cys可与Hg(Ⅱ)形成更为稳定的配合物,使其量子点的荧光得以恢复。从而设计了一个高灵敏度、高选择性检测Cys的新型荧光传感器。该荧光传感器测定Cys的线性范围为0.05-30μmol L-1,检出限为1.3 nmol L-1,并成功应用于检测蜂蜜和啤酒实际样品中的Cys,加标回收率为98%-105%。(3)多巴胺修饰的N-GQDs荧光传感器具有快速、简单、高灵敏度和高选择性检测生物体液中的GSH的优点。基于化学氧化还原反应机制:在碱性条件下,多巴胺可自聚合形成聚多巴胺-醌,并吸附在N-GQDs的表面形成一层薄膜,由于荧光共振能量转移(FRET)从而导致N-GQDs的荧光猝灭。随着GSH的加入,GSH可还原多巴胺-醌并抑制N-GQDs和醌之间的电子转移,致使N-GQDs的荧光得以恢复。因此,基于这样的荧光“关-开”从而构建了一个检测GSH的荧光传感器。该荧光传感器检测GSH的线性范围为0.20-85μmol L-1,检出限为43 nmol L-1,并在实验中已成功检测人体尿液和血清样品中的GSH,加标回收率为96%-103%。