CdTe量子点酸度敏感荧光探针的合成及其在分析中的应用

论文摘要

近年来,量子点（QDs）以其独特的光学性质越来越多地受到人们的关注。同传统有机染料相比,量子点可以通过尺寸调节,得到位于可见到近红外光区范围内的任意发射波长,且荧光发射峰窄而均衡对称,其荧光强度和光化学稳定性也明显优于有机染料。基于上述优异光学特性,利用量子点探针可以在一定浓度范围内对多种物质实现定量测定。研究发现,体系酸度的变化可以引起量子点荧光强度的显著改变,这表明H+浓度与量子点荧光性质之间存在相关性。本研究首先在水相中合成了高质量的巯基乙酸包被的CdTe量子点,处于PBS缓冲溶液中的量子点在pH 5.8～8.0范围内,其荧光强度与体系酸度之间存在良好的线性关系。实验结果表明,在适当条件下,酸度敏感的CdTe QDs荧光探针可以用来对多种酸性物质或反应过程中的酸性中间产物进行定量检测。首次利用NH4+对量子点荧光强度的淬灭作用,实现对水溶液中NH4+的定量检测。在5.0×10-5～6.0×10-3 mol/L浓度范围内,NH4+的浓度与量子点荧光淬灭程度线性相关,线性相关系数为0.9997,检出限为1.5×10-5 mol/L （3σ）。对浓度为1.0×10-3mol/L的标准溶液平行测定11次,得到的相对标准偏差为3.2%。用合成出的量子点作酸度敏感探针对水样中NH4÷浓度进行定量检测,其结果与标准方法蒸馏—滴定法结果接近。使用CdTe QDs酸度敏感探针测定了人唾液样品中葡萄糖的含量。由于葡萄糖氧化酶与量子点之间存在荧光共振能量转移并且对葡萄糖有着极高的催化专一性,本方法与传统葡萄糖分析方法相比更加廉价简便,灵敏度高,特异性好。在1.0×10-5-8.0×10-4 mol/L浓度范围内,葡萄糖浓度与量子点荧光淬灭程度之间呈良好的线性关系（R=0.9990）,检出限为3.3×10-6 mol/L （3σ）。对浓度为5.0×10-5 mol/L的标准溶液平行测定11次,该方法的相对标准偏差为4.1%。实验中发现,通过考察反应前后量子点发光颜色的变化可以对葡萄糖进行半定量分析,这为不使用昂贵仪器实现葡萄糖的检测提供了新的思路。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 量子点概述
• 1.1.1 量子点的概念
• 1.1.2 量子点的性质
• 1.1.3 量子点的制备与修饰
• 1.1.4 量子点应用
• 1.2 量子点酸度敏感探针的应用进展
• 1.3 铵根离子检测方法概述
• 1.3.1 水中氨氮分析
• 1.3.2 氨氮含量检测方法
• 1.4 人体液中葡萄糖分析概述
• 1.4.1 人体液中葡萄糖测量方法简述
• 1.4.2 唾液中葡萄糖含量分析进展
• 1.5 本项研究的选题意义及工作思路
• 第2章 CdTe量子点酸度敏感探针的合成及其性质
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 巯基乙酸包被CdTe量子点的制备及表征
• 2.2.3 体系酸度对量子点荧光强度影响的考察
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 巯基乙酸包被CdTe量子点的光学性质
• 2.3.2 体系酸度对量子点荧光强度影响
• 2.3.3 温度对量子点酸度敏感探针的影响
• 2.3.4 缓冲体系种类的选择
• 2.3.5 CdTe量子点用作酸度敏感荧光探针的机理及定量检测依据
• 2.4 小结
• 第3章 CdTe量子点酸度敏感探针测定水样中铵根离子含量
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 4⁺对量子点荧光强度的影响'>3.3.1 NH₄⁺对量子点荧光强度的影响
• 3.3.2 量子点浓度的选择
• 3.3.3 反应时间和反应温度的影响
• 3.3.4 缓冲溶液浓度的选择
• 4⁺与量子点作用机理'>3.3.5 NH₄⁺与量子点作用机理
• 3.3.6 共存离子影响
• 3.3.7 标准曲线及检出限
• 3.3.8 样品测定
• 3.4 小结
• 第4章 CdTe量子点酸度敏感探针测定人唾液中葡萄糖含量
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 葡萄糖浓度对CdTe量子点荧光强度的影响
• 4.3.2 葡萄糖氧化酶对量子点荧光强度的影响
• 4.3.3 反应时间影响
• 4.3.4 温度对反应体系的影响
• 4.3.5 缓冲体系及其浓度的选择
• 4.3.6 共存物质影响
• 4.3.7 标准曲线及检出限
• 4.3.8 样品测定
• 4.4 小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文