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碳点(CDs)作为纳米材料家族的一个新成员,由于它的合成方法简单并且具有良好的水溶性、易功能化、低毒性、光致发光性和优异的生物相容性等优点,在生物成像、催化、生物传感等方面有潜在的应用价值。然而,CDs作为荧光传感器仍面临一些挑战。通过掺杂杂原子,尤其是N、S共掺杂可以有效地改变CDs带隙,避免自吸,并调谐其光学和电学性能,从而有望提高CDs的量子产率和检测灵敏度。本文首先合成了氮硫掺杂碳点(S,N-CDs),并对其进行表征,在此基础上以S,N-CDs为荧光探针实现了对硫辛酸、血红蛋白和过氧化氢的检测。主要研究内容如下:1、S,N-CDs的制备和表征以柠檬酸、L-半胱氨酸、硫脲、L-胱氨酸、蛋氨酸、蔬菜等为原料,采用一步水热法合成出S,N-CDs。利用SEM、FT-IR和元素分析对所得S,N-CDs的形貌、官能团和组成进行了表征,并用荧光光谱法考察了S,N-CDs的发光性能。结果表明,随着S,N-CDs中S元素含量的增加,量子产率有显著的升高,其中以柠檬酸和L-半胱氨酸为原料制备的S,N-CD1的荧光量子产率最高。所制得S,N-CDs均具有良好的单分散性和水溶性,表面含有丰富的官能团如-COOH、-NH2、C-S和-SH等。此外,S,N-CDs光致发光稳定性强,表现出p H稳定性、抗盐性和抗光漂白性。2、以S,N-CDs为荧光探针检测硫辛酸(LA)我们发现,在量子产率高达55.72%的S,N-CD1中加入硫辛酸后,S,N-CD1的荧光被猝灭。通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱探讨LA猝灭S,N-CD1的反应原理,我们认为可能是基于荧光内滤效应。在最佳条件下,相对荧光强度(F0-F)/F0与LA浓度呈现良好的线性关系,线性范围为0.01-1.0 mg/mL,检出限为4.1μg/mL。该方法操作简便、成本低、线性范围较宽,有望将其应用于生物样品中LA的测定。3、基于S,N-CDs的荧光“开-关”模式检测血红蛋白(Hb)和过氧化氢(H2O2)S,N-CD1在水溶液中显示出稳定的蓝色荧光及良好的分散性。研究发现,血红蛋白可以通过π-π相互作用猝灭S,N-CD1的荧光,紫外可见吸收光谱和荧光光谱证明了Hb的猝灭S,N-CD1的机理为动态猝灭。向S,N-CDs和Hb混合体系中加入H2O2时,可以使被猝灭的S,N-CDs的荧光得以恢复。基于此,S,N-CDs可以作为有效的荧光“开-关”探针,用于检测Hb和H2O2,对Hb的线性检测范围为1-100μg/mL,检出限为0.22μg/mL;对于H2O2的线性检测范围为0.05-50 mM。