论文部分内容阅读
氧化钼纳米材料因其卓越的光学、电学、催化和机械性能,在基础科学研究中引起了科研工作者们极大的兴趣。目前,人们已经合成了不同形貌的氧化钼纳米材料并在生物化学传感、催化、锂离子电池等方面取得了很大的进展。然而,现有的氧化钼纳米材料合成方法或操作步骤繁琐、或耗时长、或反应条件苛刻、或使用有机溶剂。同时,具有荧光的氧化钼纳米材料鲜有报道,更未曾作为荧光探针应用于化学和生物传感。因此,开发一种快速、环保且可大规模合成荧光氧化钼纳米材料的方法仍具有很大的挑战。基于此,本文合成了具有荧光的氧化钼量子点(MoOx QDs),并将其作为一种新型的荧光探针,用于环境和巯基化合物分析。本文的研究内容如下:(1)氧化钼量子点的制备。本文以市售二硫化钼粉末(MoS2)为前驱体,30%双氧水(H2O2)为氧化剂,采用“一锅煮”的方法合成了MoOx QDs。与以往方法相比,本方法具有以下优点:合成速度快,在1个小时内即可完成;在室温下反应,无需外部设备辅助;合成的MoOx QDs具有强荧光,绝对荧光量子产率为1.35%。(2)MoOx QDs在环境水样分析中的应用。利用Eu3+与MoOx QDs和磷酸根(Pi)中氧原子结合能力的差异,建立了一种新型的“off-on”荧光传感器用于Pi的检测。Pi浓度在0.1160mmol/L时,体系溶液荧光强度与Pi浓度有很好的线性关系,检测限为56 nmol/L(3s/k)。无需繁杂的样品前处理,该方法即可快速准确地检测环境水样中Pi。此外,利用2,4,6-三硝基甲苯(TNT)在强碱性环境中形成的Meisenheimer复合物可通过内滤效应猝灭MoOx QDs的荧光,本文还建立了一种新型的“turn-off”荧光传感器用于检测水样中的TNT,线性范围为0.5-240.0mmol/L,检测限为0.12mmol/L。(3)MoOx QDs在巯基化合物分析中的应用。Cu2+是一种常见的荧光猝灭剂,能够通过静态猝灭机理猝灭MoOx QDs的荧光,而活性巯基-SH与Cu2+之间较强的亲和力使Cu2+从与MoOx QDs分离,从而使MoOx QDs的荧光恢复。基于此原理,本文建立了巯基药物卡托普利(Cap)的传感平台,且实现了药物中Cap的定量分析。此外,乙酰胆碱酯酶(AchE)可催化底物硫代乙酰胆碱生成硫代胆碱(Tch)。Tch中所带有活性基团巯基可与Cu2+相互作用,使得生成的MoOx QDs-Cu2+复合物解离,进而恢复MoOx QDs的荧光。但当AchE抑制剂存在时,AchE活性被抑制,无法生成Tch,因此溶液荧光无法恢复。根据此原理,本文建立了基于MoOx QDs-Cu2+的“off-on”平台以用于AchE活性检测及其抑制剂筛选。在优化的条件下,AchE活性检测的线性范围为0.115.0 mU/mL,检测限为0.08 mU/mL,常见抑制剂,如扑灭津、毒死蜱等对AchE活性具有很好的抑制效果。综上,本文开发了一种快速、简便、环保的“一锅煮”方法,制备了具有强荧光的MoOx QDs,而后将新制备的MoOx QDs作为一种新型的荧光探针,初步研究了其在环境污染物Pi和TNT与巯基化合物分析中的应用。