掺杂型量子点ZnS：Mn2+在药物及金属离子分析中的应用

论文摘要

近年来,量子点以其优良的光学性质逐步发展为一种新型的荧光探针。借助对量子点表面配体的功能化修饰,量子点被成功用于不同环境下各种物质的分析检测。量子点和药物分子的结合,不仅可以提高量子点本身的生物相容性,同时也能借助量子点优越的光学性质,用于检测药物分子和监控药物分子在不同环境下的代谢过程。本论文主要合成了以不同功能化试剂修饰的掺杂型量子点ZnS：Mn2+,利用此类量子点用于药物分子及金属离子的定量测定。全文共分为五部分进行阐述：第1章：简述了量子点的基本概念及其组成体系、光学性质和光学优势、制备方法的研究进展、配体分子种类和配体的功能化,以及量子点在化学传感和药物分析方面的应用,对近期国内外研究人员获得的一些成果进行了简要概述。第2章：以巯基乙酸为稳定剂,在水溶液中合成了水溶性的ZnS:Mn2+量子点。以该量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法对磺胺嘧啶钠进行了定量检测。在pH 7.40的KH2PO4-Na2HPO4缓冲介质中,磺胺嘧啶钠溶液的浓度与量子点荧光强度变化成线性关系,其线性范围为6.25×10-6-3.75×104 mol·L-1,相关系数r=0.998,最低检出限(3σ/k为3.86×10-6mol·L-1。利用荧光光谱和紫外可见吸收光谱研究了ZnS:Mn2+QDs的特性,并对量子点检测磺胺嘧啶钠的可能机理进行了探讨。第3章：利用水相共沉淀法,合成L-半胱氨酸修饰的ZnS:Mn2+量子点。利用红外光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱、X-射线衍射（XRD）和粒度分布曲线对量子点进行了结构表征。以该量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法对叶酸进行定量检测。实验发现在pH 7.40的KH2PO4-Na2HPO4缓冲介质中,叶酸的浓度与量子点荧光猝灭程度成线性关系,其线性范围为1.00×10-6-7.00×10-5moL.L-1,相关系数r=0.994,最低检出限为9.62x 10-7moL·L-1。本方法用于叶酸片剂和尿液样品中叶酸的检测,检测值与片剂标示量一致,尿液中的加标回收率为90.4%-106.3%。利用荧光光谱和紫外可见吸收光谱研究了ZnS:Mn2+量子点的特性,并对量子点检测叶酸的可能机理进行了初步探讨。第4章：以N-乙酰-L-半胱氨酸为配体,水相共沉淀法合成Mn掺杂的ZnS量子点（ZnS:Mn2+ QDs）。利用红外光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱和X-射线衍射（XRD）对ZnS:Mn2+ QDs进行结构和光谱性能表征。量子点的荧光在加入盐酸四环素（TC）后,发生明显的猝灭。在pH 7.40的KH2PO4-Na2HPO4缓冲介质中,TC溶液的浓度与量子点荧光强度变化成线性关系,其线性范围为0.832-7.94×10-Smo1·L-1,相关系数r=0.997,最低检出限(3σ/k为6.91×10-7mo1·L-1。该方法用于注射用粉针和人体尿液样品的分析,测定结果与样品标示量一致,尿液中的回收率为93.2%-104.1%。利用荧光光谱和紫外可见吸收光谱研究了ZnS:Mn2+ QDs的特性,并对量子点检测TC的可能机理进行了探讨。第5章：以药物分子硫普罗宁为修饰剂,采用水相共沉淀法合成了水溶性较好的ZnS:Mn2+ QDs。利用红外光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱、X-射线衍射（XRD）和粒度分布曲线对量子点进行了结构表征。在KH2PO4-NaOH的缓冲介质中（pH 7.20）,Hg2+对量子点有显著荧光猝灭作用。结果表明,Hg2+浓度在2.00×10-8-1.80×10-7mo1·L-1范围内,荧光强度的变化与浓度呈现良好的线性关系,最低检测限为8.88×10-9mo1·L-1。利用荧光光谱和紫外可见吸收光谱研究了ZnS:Mn2+QDs的特性,并对量子点检测Hg2+的可能机理进行了探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 量子点的概念
• 1.3 量子点的光学性质
• 1.4 量子点的合成方法
• 1.4.1 有机相合成
• 1.4.2 水相合成
• 1.4.3 相转移
• 1.5 量子点的配体类型
• 1.5.1 S-配体
• 1.5.2 O-配体
• 1.5.3 N-配体
• 1.5.4 混合配体
• 1.6 量子点配体的功能化
• 1.6.1 静电修饰
• 1.6.2 肽键交联法
• 1.6.3 席夫碱交联法
• 1.6.4 直接功能化
• 1.7 量子点在分析化学中的应用
• 1.7.1 阳离子的检测
• 1.7.2 阴离子的检测
• 1.7.3 有机分子的检测
• 1.7.4 生物大分子的检测
• 1.8 量子点在药物分析中的应用研究
• 1.8.1 药物含量的测定
• 1.8.2 药物分子对量子点进行表面修饰
• 1.8.3 利用量子点研究药物分子与生物大分子间的相互作用
• 1.9 论文设想
• 2+量子点荧光猝灭法测定磺胺嘧啶钠'>第2章 ZnS:Mn²⁺量子点荧光猝灭法测定磺胺嘧啶钠
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2+/TGA QDs的合成'>2.2.2 ZnS:Mn²⁺/TGA QDs的合成
• 2.2.3 测定方法
• 2.3 结果与讨论
• 2+/TGA QDs的光谱性质'>2.3.1 ZnS:Mn²⁺/TGA QDs的光谱性质
• 2.3.2 荧光量子产率
• 2.3.3 反应时间和稳定性
• 2.3.4 pH的影响
• 2+/TGA QDs荧光光谱的影响'>2.3.5 磺胺嘧啶钠对ZnS:Mn²⁺/TGA QDs荧光光谱的影响
• 2.3.6 线性范围和灵敏度
• 2.3.7 机理探讨
• 2.3.8 共存组分的影响
• 2.3.9 样品检测
• 2.4 结论
• 2+量子点用于叶酸的检测'>第3章 L-半胱氨酸修饰的ZnS:Mn²⁺量子点用于叶酸的检测
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 2+/Cys QDs的合成'>3.2.2 ZnS:Mn²⁺/Cys QDs的合成
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.4 样品处理
• 3.3 结果与讨论
• 2+/Cys QDs的表征'>3.3.1 ZnS:Mn²⁺/Cys QDs的表征
• 3.3.2 实验条件优化
• 3.3.3 线性范围和灵敏度
• 3.3.4 样品检测
• 3.3.5 机理探讨
• 3.4 结论
• 第4章 掺杂型量子点荧光猝灭法测定盐酸四环素
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和试剂
• 2+/NAC QDs的合成'>4.2.2 ZnS:Mn²⁺/NAC QDs的合成
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 样品处理
• 2+/NAC QDs的表征'>4.3 ZnS:Mn²⁺/NAC QDs的表征
• 4.3.1 红外光谱
• 4.3.2 X-射线衍射图谱
• 4.3.3 吸收光谱和荧光光谱
• 4.3.4 荧光量子产率
• 2+/NAC QDs的分析应用'>4.4 ZnS:Mn²⁺/NAC QDs的分析应用
• 4.4.1 实验条件优化
• 4.4.2 共存组分的影响
• 4.4.3 线性方程和方法检出限
• 4.4.4 样品测定
• 4.4.5 机理探讨
• 4.5 结论
• 2+QDs用于Hg²⁺的识别'>第5章 硫普罗宁修饰的ZnS:Mn²⁺QDs用于Hg²⁺的识别
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂和仪器
• 2+/TP QDs的制备'>5.2.2 ZnS:Mn²⁺/TP QDs的制备
• 5.2.3 实验方法
• 2+/TP QDs的表征'>5.3 ZnS:Mn²⁺/TP QDs的表征
• 5.3.1 红外图谱
• 5.3.2 XRD图谱
• 2+/TP QDs的光学性质'>5.3.3 ZnS:Mn²⁺/TP QDs的光学性质
• 5.3.4 粒径分布
• 2+/TP QDs的分析应用'>5.4 ZnS:Mn²⁺/TP QDs的分析应用
• 2+/TP QDs用于检测Hg²⁺'>5.4.1 ZnS:Mn²⁺/TP QDs用于检测Hg²⁺
• 5.4.2 实验条件优化
• 5.4.3 共存组份的影响
• 5.4.4 样品测定
• 5.4.5 猝灭机理探讨
• 5.5 结论
• 第6章 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果