新型荧光纳米簇探针的合成及在生物与环境分析中的应用

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荧光纳米团簇具有优越的光学性能和生物相容性,在荧光传感、定量分析、生物医学等领域具有广泛的应用前景。近年来,贵金属纳米簇、普通过渡金属纳米簇、非金属纳米簇等荧光探针得到了不断的发展,高性能、低成本的纳米团簇荧光探针的制备与应用成为了本领域的研究热点。本论文通过简便、快速的方法合成了荧光性能良好的金属纳米簇和碳纳米簇,分别实现了对硫醇污染物和抗坏血酸的灵敏检测。主要研究内容如下:第一章:综述了国内外金属纳米簇和碳纳米荧光材料的性能、合成方法和实际应用等方面的研究进展。第二章:硫醇类污染物具有强烈的恶臭气味,不仅严重污染环境还威胁人类的健康和生活质量。本工作以谷胱甘肽(GSH)为模板合成了一种铜纳米团簇(GSH-Cu NCs)。该GSH-Cu NCs尺寸粒径较小、水溶性好,其位于630 nm处的红色荧光可基于三线态诱导荧光猝灭的机理被硫醇化合物线性猝灭。据此将其发展为一种“turn-off”模式荧光探针用于检测四种常见硫醇污染物的含量。该方法具有较宽的线性范围和较低的检出限,并成功地应用于湖水实际样品中硫醇类污染物的检测,加标回收率较好。基于GSH-Cu NCs的荧光特性,又将其开发为检测硫醇污染物的发光试纸,实现了对巯基污染物的实时快速“裸眼”检测。第三章:利用一步接触法合成荧光碳纳米团簇。仅仅将聚乙烯亚胺(PEI)溶液和抗坏血酸(AA)在室温下混合即可制得在516 nm处具有强烈荧光发射的碳纳米团簇(CNCs)。该CNCs的粒径尺寸小、水溶性好、且其荧光强度可随AA浓度的增加而增加。基于此现象,CNCs被开发成一种灵敏的“裸眼”探针,通过“turn-on”模式测定AA含量。该方法的线性范围为0.5μM-100μM,检出限为0.15μM。同时,该方法还成功地应用于人血清和番茄中AA的检测,回收率为97%-105%。另外,由于具有优良的荧光性质,CNCs也被开发为生物相容性好的绿色荧光墨水用于信息加密和信息存储。第四章:总结了本论文中两种荧光探针在分析检测方面的研究成果,并对其后期发展进行了展望。
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