功能化硫量子点的制备、性能研究及应用

来源 :烟台大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanon0577
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近年来,随着量子点(QDs)纳米材料的不断发展,传统重金属QDs材料存在的一系列潜在的问题也逐渐暴露在研究者们的视野中。因此,对纯元素QDs材料进行研究是十分必要的。硫量子点(SQDs)作为新兴纯元素QDs的代表,拥有荧光寿命长、生物相容性好的优势而产生众多潜在的应用价值。本文基于SQDs以及功能化的SQDs材料,构建性能优越的传感器并将其应用于对环境污染物的检测,具体研究内容如下:第一章:本章简单对QDs纳米材料进行了概述,尤其是关于纯元素QDs材料,并对纯元素QDs材料的性能和应用两方面进行了总结。第二章:细菌存在人类生活的方方面面,影响着人类活动和生命健康。本章对SQDs的电化学发光(ECL)性能进行探究,以β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)为重要参数构建了一种ECL传感器来检测环境中的细菌总数。在1 p M–10μM范围内得到SQDs的ECL强度变化差值与NADH含量的线性关系为I0–I=16524+1103.1 logcNADH(R~2=0.9961)最低检出限(LOD)为1 p M。通过细胞裂解后的NADH的含量与细菌总数成正相关的研究,将NADH作为重要参数将SQDs的ECL强度变化差值与细菌总数结合起来,在细菌总数为10~3–10~7 CFU m L-1的范围内得到I0–I=1138.4 logcE.coli–439.96(R~2=0.9927),LOD为10~3 CFU m L-1。对实际样品中细菌总数的准确检测也验证了SQDs良好的ECL性能。这为ECL的发展提供了有力的工具,为开发新型的可用于环境监测的ECL系统开辟了前景。第三章:肼(N2H4)是剧毒物质,过多接触可能会对肺、肾、肝、和人类中枢神经系统造成严重损伤。本章研究了一种基于二氧化锰纳米片(Mn O2 NS)吸附SQDs的“Off-On”型的荧光传感器来检测环境中的N2H4。当Mn O2 NS吸附SQDs后传感器处于“Off”状态,荧光猝灭;当N2H4存在时,吸附在Mn O2 NS上的SQDs被释放出来,荧光恢复,传感器则处于“On”状态。荧光强度的变化差值与N2H4的浓度在0.1μM–10 m M范围内呈现良好的线性关系,线性方程为I=1010.4 logc(N2H4)+8116.2(R~2=0.9972),LOD为72 n M。将制备的荧光传感器应用于实际环境水样的检测,回收率分别为90.2%~107.3%与92.5%~109.1%。该荧光传感器灵敏度较高、选择性较好,成功实现了对实际水样中N2H4的检测,为N2H4的检测提供了一种新思路。第四章:汞离子(Hg2+)作为生物毒性最强的重金属离子之一,严重危害了人类的生命健康。本章研究了一种功能化的SQDs,并成功与适配体(T-Hg2+-T)结合。基于此,构建了一种可以超灵敏检测Hg2+的荧光适配体传感器。该传感器通过Sx2-和Hg2+的强结合能力与T-Hg2+-T结构对Hg2+的灵敏识别,在1 f M–0.1μM范围内实现了对Hg2+的超灵敏检测。线性方程为ΔI=419.8 lgc(Hg2+)+7268(R~2=0.9956),LOD为0.78 f M。该传感器选择性好,灵敏度高,并成功制备了基于此传感策略的便携式Hg2+检测试纸,将所制备的检测试纸进一步应用于实际水样中Hg2+的检测,得到的结果令人满意,为环境中Hg2+的检测提供了一种新方法。
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