【摘 要】
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发光量子点(QDs)由于其独特的物理化学性质,在光电子器件、生物标志物和生物医学等领域得到了广泛应用。金属基量子点对人类健康构成了威胁,并且它们的制备成本相对较高。近十年来,研究人员专注于开发低成本,不含重金属的量子点,尤其是纯元素量子点,如磷、碳、硫和硅量子点。硫量子点(SQDs)具有优异的水分散性、光稳定性、环境友好性和固有的抗菌性能,因此被认为是一种有前途的纳米材料。本文中,我们使用“组装-
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发光量子点(QDs)由于其独特的物理化学性质,在光电子器件、生物标志物和生物医学等领域得到了广泛应用。金属基量子点对人类健康构成了威胁,并且它们的制备成本相对较高。近十年来,研究人员专注于开发低成本,不含重金属的量子点,尤其是纯元素量子点,如磷、碳、硫和硅量子点。硫量子点(SQDs)具有优异的水分散性、光稳定性、环境友好性和固有的抗菌性能,因此被认为是一种有前途的纳米材料。本文中,我们使用“组装-裂变”自上而下的方法来合成无金属,低毒且具有良好生物相容性的SQDs。基于SQDs的强荧光特性和生物相容性,结合内滤效应(IFE)机理用于构建荧光传感器,主要内容如下:(1)使用升华的硫作为前驱物,PEG-400作为钝化剂,基于“组装-裂变”机理,一步法合成了稳定的SQDs。利用高分辨透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和分子荧光光谱对SQDs的形貌、组成和光学性质进行了严格的表征。研究发现Cr(Ⅵ)的加入能够有效地猝灭SQDs荧光,SQDs荧光寿命(FLs)的变化和Cr(Ⅵ)吸收与激发的重叠现象证实了IFE的猝灭机制。由于IFE机制,SQDs/Cr(Ⅵ)络合物使SQDs的荧光猝灭。由此构建了一个基于SQDs测定Cr(Ⅵ)的“ON-OFF”平台,用于环境和饮用水中Cr(Ⅵ)的检测,线性范围为0.005-1.5 m M,LOD为1.5μM。与先前报道的纳米探针相比,新开发的荧光平台显示出宽的线性范围、对Cr(Ⅵ)的高选择性以及最小的基质干扰。(2)利用抗坏血酸(AA)的还原作用将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ),通过使用一步法在制备的SQDs,构建了一个基于SQDs/Cr(Ⅵ)/AA的“OFF-ON”平台。当将AA引入SQDs/Cr(Ⅵ)系统时,AA诱导的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),使得SQDs被猝灭的荧光得以恢复。用于人血清和维生素C片中AA的检测,线性范围为0.01-5.5 m M,LOD为3μM,对AA表现出高选择性以及很小的基质干扰。基于SQDs的荧光探针在He La细胞系和斑马鱼胚胎/幼鱼中表现出良好的生物成像效果,斑马鱼胚胎的卵黄以及幼鱼的卵黄和头部显示出明显的蓝色荧光。因此,这种基于SQDs的纳米传感器在水质监测和生物医学领域具有广阔的应用前景。(3)开发了一种使用SQDs作为荧光探针测定四氨基苯酚(p-AP)的新方法。通过利用酪氨酸酶(Tyr)对p-AP的催化反应(氧化为4-氨基-1、2-苯醌),我们构建了一种新型的纳米荧光传感器。加入p-AP能够有效猝灭SQDs的荧光,通过分析荧光寿命,Zeta电位和UV-Vis吸收光谱重叠,证明SQDs/Tyr/p-AP系统的猝灭机理可归因于IFE机制。在Tyr存在下,p-AP的检测在0.5-120μM的范围,并且检出限为0.15μM,与大多数其他方法相当,并且还显示了更宽的线性范围,且基质干扰更小。最后,将传感系统成功应用于环境水样品的检测,具有令人满意的强化回收率。
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