论文部分内容阅读
碳点（Carbon dots,CDs）是一种优质的发光材料,与半导体量子点和稀土金属纳米颗粒相比具有很多显著的性质,例如良好的水溶性、较低的细胞毒性和较高的生物相容性等。同时碳点也能够作为一种可靠的荧光探针,广泛地被应用于化学分析和生物检测等领域。利用这种荧光探针对某些物质进行检测或者荧光成像试验时,只需本身的激发光即可,可以避免其它背景光源的影响,从而能够对物质进行准确的检测。本论文利用被检测物质肼（N2H4）的特点,结合碳点的光学特性设计合成了双激发双发射荧光探针CDs-COO-F实现对环境水样和活细胞中肼的检测。同时根据谷胱甘肽（GSH）自身的特点,设计并合成了双激发双发射荧光探针Np-SO2-NCDs实现对谷胱甘肽的检测。而且在本论文中,对所合成的物质通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）进行了表征。另外还对荧光探针的选择性和抗干扰能力进行了研究,得到相应的线性关系而且还提出了两种荧光探针对物质检测的机理。具体研究内容可以分为下面两个部分:1、第一部分利用N2H4能够破坏酯键这一特性,通过碳点（CDs）与荧光素（Fluorescein,F）的酯化反应,设计并合成了一种用于特异性检测N2H4的新型双激发双发射荧光探针（CDs-COO-F）。首先以柠檬酸作为碳源,使用熔融法制备了表面含有羧基的碳点。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对制备的碳点进行表征,通过紫外-可见吸收光谱（UV-vis）和荧光光谱对其光学性质进行研究。另一方面,研究了N2H4的浓度和干扰物质对检测N2H4的影响。证实了CDs-COO-F对N2H4的检测具有高选择性和强的抗干扰能力。在370 nm和480 nm波长光激发下,分别得到了CDs-COO-F在462 nm和515 nm处的荧光发射强度随N2H4浓度变化的线性方程以及检测限。根据实验结果,推导了CDs-COO-F对N2H4的检测机理。另外,还研究了CDs-COO-F的细胞毒性和细胞成像实验。最后我们成功地将CDs-COO-F应用于实际环境水样和活细胞中N2H4的检测。实验结果表明,荧光探针CDs-COO-F可用于检测水溶液和活细胞中的N2H4。2、第二部分主要利用GSH能够取代磺酰胺的特点,通过氮掺杂碳点（NCDs）与萘磺酰氯（Np-SO2CI）之间的反应,二者通过磺酰胺结构连接起来,设计并合成了一种用于特异性检测谷胱甘肽（GSH）的新型双激发双发射荧光探针Np-SO2-NCDs。用柠檬酸作为碳源,乙二胺作为氮源,利用水热法制备了表面含有氨基的氮掺杂碳点。并通过TEM、XRD、XPS、FT-IR对制备的碳点（NCDs）进行表征,通过紫外-可见吸收光谱（UV-vis）和荧光光谱对其光学性质进行研究。此外,还研究了GSH的浓度和共存物质对检测GSH的影响。在320 nm和370 nm波长光激发下,分别得到了Np-SO2-NCDs在432 nm和495 nm处的荧光发射强度随GSH浓度变化的线性方程以及检测限。根据实验结果,推导了Np-SO2-NCDs对GSH的检测机理。另外,还研究了Np-SO2-NCDs的细胞毒性和细胞成像实验。实验结果表明,荧光探针Np-SO2-NCDs能够用于溶液和活细胞中GSH的检测。