氧化石墨烯对罗丹明6G染料的荧光猝灭机理研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sidney1221
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为了使“神奇材料”石墨烯充分地应用于后硅时代,必须寻找其大规模的制备路线。通过层层剥离氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)的方式为石墨烯的大规模生产提供了一个便捷的路径,并且在过去的几十年中激起大量的研究。近年来,GO自身蕴含的丰富化学使人们的研究兴趣逐渐从GO作为前驱体转移到研究GO本身。GO因其特别的化学异质/电子结构,在很多领域呈现出良好的应用前景。GO表面和边缘处的含氧官能团赋予了GO一些新的特性,譬如良好的亲水性、分散性、与聚合物更好的兼容性等。   最近几年,已经有多项报道都已证实GO是一种高效的荧光猝灭剂,可以猝灭量子点和荧光团等发出的荧光。这一新型的猝灭剂与传统的有机猝灭剂相比,其猝灭效率更高,背景荧光也更低;GO的六元环能够与核苷酸、芳香族化合物等的环状结构之间形成π-π堆积效应。此外,GO本身还具有很好的生物相容性和亲水性,吸引人们将其开发为高灵敏的DNA传感器。因为可以有效地揭示生物化学系统的信息,基于荧光猝灭的传感器研究由来已久。   本论文以激光染料Rhodamine6G(R6G)为荧光探针,研究GO对这类正电荷荧光染料的猝灭机理。这将有利于生物领域制备更方便、有效的生物探针和生物传感器,为GO在生物领域的应用提供基础意义上的指导。   实验中所用的GO通过原位合成法制得,主要研究水相中GO如何有效地猝灭典型荧光染料R6G的荧光。对R6G-GO二元体系,通过详细测量其稳态及瞬态(时间分辨)的荧光谱,发现GO以一种动态和静态相结合的猝灭方式有效地猝灭R6G的荧光。通过线性吸收谱的演变,揭示了R6G与GO之间形成了不止一种的基态复合物。进一步,从电化学的角度分析了R6G与GO之间电荷转移的方向,发现GO对R6G的猝灭是一种光诱导的电荷转移的过程,电荷从激发态的R6G转移到GO,激发态的R6G是电荷供体,而GO是电荷受体。   最后,我们展望了GO应用于混合染料体系荧光猝灭研究的可行性。
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