【摘 要】
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纳米技术的蓬勃发展使纳米传感器进入了新的篇章。因其荧光性能优异、发射峰窄而对称等优良的性质,半导体量子点（QDs）在分析检测领域显示出极大应用前景。作为一种新兴的荧光纳米材料,金纳米簇（AuNCs）在近年来受到广泛关注,其具有出色的生物相容性、良好的光学性质及易于功能化修饰等性质。在金纳米簇表面包覆金属有机框架材料（MOF）,可提高金纳米簇的稳定性、发光效率等性质。因而纳米材料以及MOF包覆的纳米
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纳米技术的蓬勃发展使纳米传感器进入了新的篇章。因其荧光性能优异、发射峰窄而对称等优良的性质,半导体量子点（QDs）在分析检测领域显示出极大应用前景。作为一种新兴的荧光纳米材料,金纳米簇（AuNCs）在近年来受到广泛关注,其具有出色的生物相容性、良好的光学性质及易于功能化修饰等性质。在金纳米簇表面包覆金属有机框架材料（MOF）,可提高金纳米簇的稳定性、发光效率等性质。因而纳米材料以及MOF包覆的纳米材料已经被用于多个领域,如水质监测、食品检测、体液检测、临床诊断、药物传输、疾病诊断、细胞成像、活体成像等。基于此,本论文以ZnSe QDs、AuNCs@11-MUA、AuNCs@ZIF-8为传感器,研究其在重金属离子和小分子检测中的应用。具体研究内容如下:第一章:介绍了半导体量子点、碳纳米材料、贵金属纳米材料、金属有机框架包覆的纳米材料的性质、合成及在传感领域的应用。第二章:以N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）为稳定剂、通过水相合成法成功合成NAC-ZnSe QDs,采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱表征其光学性质,FT-IR表征其表面官能团,TEM表征其形貌,结果表明成功合成粒径分布为2.3±1.0 nm的NAC-ZnSe QDs。以ZnSe QDs为纳米传感器,Cd2+加入后,会与吸附在ZnSe QDs表面的S2-结合,形成ZnSe/Cd S QDs核-壳结构,并引发ZnSe QDs的紫外-可见吸收峰的红移。基于此,可以实现对Cd2+的选择性快速识别。该策略显示出对Cd2+检测的良好选择性,其检出限为0.011μM,Cd2+检测的响应时间为60 s,优于大多数Cd2+纳米传感器。该比率型传感器可用于自来水样品中Cd2+的检测,Cd2+的回收率在94.9%-105.6%之间。第三章:以11-巯基十一烷酸（11-MUA）为稳定剂和还原剂,通过化学还原法成功合成光学性能好的AuNCs@11-MUA,采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱表征其光学性质,FT-IR表征其表面官能团,TEM表征其形貌,结果表明成功合成粒径分布为1.6±0.7 nm、光学性能优异的AuNCs@11-MUA。以AuNCs@11-MUA为纳米传感器,基于还原型谷胱甘肽（GSH）与Cu2+之间的结合,恢复了由Cu2+所猝灭的AuNCs@11-MUA的荧光,实现了对GSH的高灵敏检测。该检测方法的线性范围为0.05-5.00μM,检出限为0.033μM,该检出限优于大部分文献所报道的结果。第四章:以AuNCs为内核结构,ZIF-8为壳层结构,通过瓶装船策略成功合成光学性能好的AuNCs@ZIF-8,采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱表征其光学性质,XRD表征其晶体结构,TEM表征其形貌,结果表明成功合成粒径分布为43.0±17.0 nm、光学性能优异、具有ZIF-8晶体结构的AuNCs@ZIF-8。以AuNCs@ZIF-8为纳米传感器,基于Cr3+诱导AuNCs@ZIF-8聚集,实现了对Cr3+的高灵敏度检测。该传感器检测Cr3+的线性范围为0.05-8.00μM,检出限为0.012μM。该检测方法可用于检测邕江水及自来水中Cr3+含量的测定,邕江水中Cr3+的回收率为98.60%-101.06%之间,检测自来水样品中Cr3+的回收率在97.96%-107.19%之间,表明该检测方法可用于实际样品的检测。第五章:以AuNCs@ZIF-8为纳米传感器,基于抗坏血酸（AA）与KMn O4之间的氧化还原反应,恢复了由KMn O4所猝灭的AuNCs@ZIF-8的荧光,实现了对KMn O4及AA的高灵敏度检测。该检测方法检测KMn O4的线性的范围为0.05-2.00μM,检出限为0.01μM。检测AA的线性的范围为0.05-5.00μM,检出限为0.037μM。该检测方法可用于检测药片中AA含量的测定,其回收率在103.8%-108.6%之间,表明该检测方法可用于实际样品的检测。
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