无机纳米粒子的功能化修饰及其应用于重金属离子和小分子的检测

论文摘要

近年来,新型纳米材料由于在生物、材料化学及医学等方面的广泛应用而引起人们的关注。将有机配体修饰于纳米粒子的表面,既可以提高它们的水溶性又可以改变它们在分子识别中的选择性。本文设计合成了几种表面功能化的纳米颗粒,并利用它们的光学性质研究其与金属离子和小分子之间的相互作用,建立了金属离子和小分子的定量分析方法。本论文主要从以下四个部分进行介绍。第一章为文献综述,简单描述了量子点和金属纳米粒子的基本概念和性质。并以功能化基团与量子点的连接方式分类,综述功能化修饰的量子点与金属纳米粒子应用于无机离子及小分子识别研究中的进展。第二章采用油相法合成了ZnS:Mn量子点。通过配体交换将席夫碱衍生物修饰的ZnS:Mn量子点表面。在优化的实验条件下,铜离子的加入使量子点荧光猝灭,并且猝灭程度与铜离子浓度呈良好的线性关系,线性范围为2.50×10-7-6.25×10-5mol·L-1;相关系数r=0.992,检测限为1.11×10-mo1·L-1。第三章合成了亚氨基二乙酸修饰的银纳米粒子。当加入铅离子后,银纳米粒子在396nm处的吸收减弱,而在650nm处出现了新的吸收峰。实验通过A650/A396与铅离子浓度之间的线性关系建立了铅离子的分析方法,其线性范围为0.4×10-7-8.0×10-6mol·L-1,最低检测限为1.3×10-8mo1·L-1。第四章合成了柠檬酸钠修饰的金纳米粒子。首先,利用金纳米粒子消光系数大的性质猝灭吸附于其表面的荧光素的荧光,而半胱氨酸的加入能破坏它们之间的能量转移,使荧光素的荧光得到恢复。依此原理建立了简单、快速测定半胱氨酸的分析方法,其线性范围为2.50×10-8-3.25×10-mo1·L-1,最低检测限为7.27×10-mo1·L-1,回收率在91.3%-110.0%之间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 纳米材料概述
• 1.2 量子点和金属纳米粒子的概念和性质
• 1.3 功能化量子点在分析化学中的应用
• 1.3.1 以硫原子为连接基的功能化量子点
• 1.3.2 以氧原子为连接基的功能化量子点
• 1.3.3 以氮原子为连接基的功能化量子点
• 1.4 金属纳米粒子在分析化学中的应用
• 1.4.1 巯基化合物修饰的金属纳米粒子
• 1.4.2 以氧原子为连接基的功能化
• 1.4.3 以氮原子为连接基的功能化
• 1.5 论文设想
• 第2章 ZnS:Mn量子点作为荧光离子探针测定痕量铜（Ⅱ）
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 量子点的荧光发射光谱
• 2.3.2 pH对量子点荧光强度的影响
• 2.3.3 不同金属离子存在时量子点荧光强度的变化
• 2+的测定'>2.3.4 量子点应用于Cu²⁺的测定
• 2.3.5 机理探讨
• 2.4 结论
• 第3章 亚氨基二乙酸修饰的银纳米用于铅离子的检测
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 3.2.2 IDA-Ag NPs的合成
• 3.2.3 样品处理
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 IDA-Ag NPs的表征
• 3.3.2 IDA-Ag NPs粒径大小和稳定性
• 3.3.3 IDA浓度对聚集过程的影响
• 3.3.4 pH对IDA-Ag NPs吸收光谱的影响
• 3.3.5 反应时间对IDA-Ag NPs聚集过程的影响
• 3.3.6 金属离子对IDA-Ag NPs吸收光谱的影响
• 2+的对IDA-Ag NPs紫外光谱的影响'>3.3.7 不同浓度pb²⁺的对IDA-Ag NPs紫外光谱的影响
• 2+诱导IDA-Ag NPs聚集的机理探讨'>3.3.8 Pb²⁺诱导IDA-Ag NPs聚集的机理探讨
• 3.3.9 样品检测
• 3.4 结论
• 第4章 基于金纳米粒子-荧光素的共振能量转移测定半胱氨酸
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器和试剂
• 4.2.2 Au NPs的合成
• 4.2.3 实验方法与步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 Au NPs对荧光素的猝灭作用
• 4.3.2 半胱氨酸与荧光素-金纳米粒子复合物的作用
• 4.3.3 实验条件的优化
• 4.3.4 共存组分的影响
• 4.3.5 半胱氨酸的测定
• 4.3.6 样品检测
• 4.4 结论
• 第5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