量子点的性质及其分析化学应用研究

论文摘要

本文在调研文献的基础上,探讨了PbSe、CdTe量子点（QDs）的合成方法及其基本性能,并研究了他们在分析化学中的应用。本文分四章,各章内容概述如下:第一章介绍了量子点基本概念和物理性质,总结了近年来量子点的合成方法和生化分析的应用情况,分析了量子点应用中存在的问题,并在概述了其发展趋势的基础上提出了本文研究的立意。第二章采用吸附/干燥法制备了PbSe QDs修饰玻碳电极,利用反射紫外光谱和电化学对修饰电极进行表征,并研究了克伦特罗（CLB）的伏安行为。结果表明,克伦特罗在0.468V和1.06V出现两个氧化峰,在0.252V出现一个还原峰,电极反应受扩散过程控制。在pH为2.81的BR缓冲溶液中CLB浓度在5.0×10-7～2.4×10-5mol·L-1范围内与还原峰电流有良好的线性关系,其线性方程为ipc=0.1378C+0.2033（R=0.9970）,检出限为6.27×10-8mol·L-1。该方法成功地应用于猪肉中CLB含量的检测。第三章以巯基乙酸为稳定剂,制备了水溶性CdTe QDs,分别考察了pH和几种氨基酸对CdTe QDs紫外吸收和荧光的影响。结果表明,在不同pH值下,丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸对CdTe QDs的荧光有不同的影响,丙氨酸、丝氨酸使CdTe QDs荧光发生猝灭现象,而半胱氨酸在碱性范围内则使CdTe QDs的荧光明显增强,说明氨基酸对量子点存在不同的作用机制。第四章用光谱方法研究了水溶液中镉试剂2B对巯基乙酸稳定下的CdTe QDs的相互作用,文中分别考察了pH、表面活性剂、缓冲介质和镉试剂2B用量的影响。结果表明:镉试剂2B作用于CdTe QDs后产生新的可见光谱吸收峰,并对CdTe QDs的荧光有猝灭作用,同时借它们之间的作用可实现镉试剂2B对CdTe QDs的包覆,表面覆盖率达52%。热力学结果显示,镉试剂2B与CdTe QDs的作用是一个自发的、熵驱动的过程,其作用力主要表现为静电作用,表观平衡常数为1.483×106L·mol-1。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 量子点的基本概念
• 1.2 量子点的物理特性
• 1.2.1 量子尺寸效应
• 1.2.2 表面效应
• 1.2.3 量子限域效应
• 1.2.4 量子隧道效应
• 1.3 量子点的制备方法
• 1.3.1 有机金属法
• 1.3.2 水相合成法
• 1.4 量子点在生化分析中的应用
• 1.4.1 生物荧光标记
• 1.4.2 量子点编码及细胞成像
• 1.4.3 多组分测定
• 1.4.4 量子点作为新材料应用于电极修饰
• 1.5 量子点应用中存在的问题
• 1.5.1 量子点的细胞毒性
• 1.5.2 量子点的表面修饰
• 1.6 本文研究的立意
• 参考文献
• 第二章 PbSe量子点修饰电极研究克伦特罗的伏安特性
• 2.1 引言
• 2.2.实验部分
• 2.2.1 仪器及试剂
• 2.2.2 溶液的配制
• 2.2.3 PbSe量子点的制备
• 2.2.4 修饰电极的制备
• 2.2.5 样品处理
• 2.2.6 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 PbSe量子点的表征
• 2.3.2 PbSe量子点修饰电极的表征
• 2.3.3 CLB的伏安特性
• 2.4 分析应用
• 2.4.1 标准曲线
• 2.4.2 样品检测
• 2.5 小结
• 参考文献
• 第三章 氨基酸对CdTe量子点荧光性质的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 水溶性CdTe量子点的制备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 CdTe量子点的光谱特性
• 3.3.2 pH值的影响
• 3.3.3 氨基酸对CdTe量子点荧光的影响
• 3.3.4 丙氨酸、丝氨酸猝灭CdTe量子点荧光的规律
• 3.3.5 半胱氨酸的荧光增强作用
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 光谱方法研究Cadion 2B与CdTe量子点的相互作用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 水溶性CdTe量子点的制备
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 光谱特性
• 4.3.2 pH的影响
• 4.3.3 溶液条件的影响
• 4.3.4 Cadion 2B 用量的影晌
• 4.3.5 热力学特性
• 4.4 结论
• 参考文献
• 附录：攻读硕士期间已发表和待发表的论文
• 致谢