【摘 要】
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近年来,由于自然环境污染以及食品添加剂的过量使用,严重威胁到人类的身体健康,因此对其进行监测是十分重要的。目前常规的检测方法有色谱法、毛细管电泳法、电化学分析以及荧光分析法等。荧光分析法相比于其他方法具有成本低,操作简便,检测灵敏度高,选择性强且样品前处理简便的优势,受到研究者们的广泛关注。本论文对不同的分析物构建了一系列荧光传感器,并将其应用于实际样品中的检测。具体内容如下:1、采用简易的一锅溶
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近年来,由于自然环境污染以及食品添加剂的过量使用,严重威胁到人类的身体健康,因此对其进行监测是十分重要的。目前常规的检测方法有色谱法、毛细管电泳法、电化学分析以及荧光分析法等。荧光分析法相比于其他方法具有成本低,操作简便,检测灵敏度高,选择性强且样品前处理简便的优势,受到研究者们的广泛关注。本论文对不同的分析物构建了一系列荧光传感器,并将其应用于实际样品中的检测。具体内容如下:1、采用简易的一锅溶剂热法以三聚氰胺为碳氮源合成了具有蓝色荧光的氮化碳量子点(g-C3N4QDs)并成功应用于实际水样中四环素(Tetracycline,TC)浓度的检测。为探究g-C3N4QDs的结构、形貌、光学性能,我们采用了X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光光谱仪(FL)、紫外-可见分光光度计(UV)等对g-C3N4QDs进行了表征。g-C3N4QDs的荧光强度随着TC浓度的增加而降低,我们判断其机理是由于内滤效应导致的,即g-C3N4QDs发射的荧光被TC吸收,从而导致g-C3N4QDs的荧光猝灭。TC浓度在0.23-11.26μM和11.26-202.7μM范围内具有良好的线性关系,检出限(LOD)为0.19μM。结果表明该检测方法具有较高的灵敏度、选择性以及较宽的检测范围,可应用于实际水样和奶粉样品中TC浓度的检测。2、元素掺杂是调节荧光纳米材料光学性质最常用的方法之一。磷(P)是一种非金属元素,其电负性较低。它具有含有更多电子的d轨道并且更容易给出电子。因此,我们选择P作为掺杂元素来改性石墨相氮化碳量子点。我们以三聚氰胺为碳源氮源,磷酸氢二铵为磷源,采用化学氧化和水热法制备了均匀、窄分布的P-CNQDs,平均尺寸为2.5 nm。Ag+通过动态猝灭过程电荷转移的形式使P-CNQDs的蓝色荧光猝灭,Ag+作为P-CNQDs传感器的荧光猝灭剂,在浓度范围分别为0.01-5和5-100μM时对Ag+表现出两段线性关系,LOD为0.0171μM。结果表明,该传感器可成功测定河水中的Ag+。3、将环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)加入至已被Ag+猝灭的P-CNQDs溶液中可以看到蓝色荧光恢复,荧光信号从turn-off状态切换至turn-on状态。因此,我们以P-CNQDs荧光增强的响应形式对CIP进行定量检测,通过对响应机制的探究,推测CIP使P-CNQDs荧光增强的现象是氢键的形成以及与Ag+形成络合物导致的。CIP浓度在0.002-2μM范围内具有良好的线性关系,LOD值为1.12×10-3μM。该传感器成功应用于河水中CIP的检测,加标回收率为98.28-105.99%,回收情况良好。4、荧光共振能量转移(FRET)发生在两个发色团之间,可以极大地提高荧光分析的选择性和灵敏度。由于磷掺杂的石墨相氮化碳-环丙沙星体系(P-CNQDs-CIP)的发射光谱与核黄素(Riboflavin,RF)的吸收光谱之间存在强烈重叠,其中P-CNQDs-CIP作为能量供体,RF作为能量受体,因此基于FRET对RF进行了比率荧光检测。随着RF浓度的增加,P-CNQDs-CIP在430 nm处发射峰的荧光强度降低,RF在525 nm处的荧光峰有规律地增加,525 nm与430 nm的荧光强度之比与RF浓度在0-60μM范围内呈现良好的线性关系,RF的检测限低至0.021μM,与已报道的方法相比较优。从光谱观察、热力学参数和荧光寿命的变化等方面讨论了从P-CNQDs-CIP到RF的FRET机理。该方法可用于定量检测复杂系统维生素B2片剂中的RF。
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