水热法合成荧光碳量子点及其对Fe(Ⅲ)的专一识别

以天然物质银杏果为反应起始物,一步水热法快速合成荧光碳量子点,通过透射电镜、红外光谱、X-射线光电子能谱、紫外可见光吸收光谱以及荧光光谱对其进行表征,得出合成的碳量子点具有准球形且尺寸小于10nm,表面上含有羟基及羧基等亲水基团,紫外最大吸收在280nm处,荧光的发射波长具有激发波长依赖性且最强发射波长在425nm。合成的碳量子点具有很好的光学稳定性。在与金属离子作用实验中得出碳量子点对Fe~(3+)具有很好的专一识别,且在1.0~20μmol/L有良好的线性相关性,检出限为0.18μmol/L,可开发作为一种新型的优良Fe~(3+)传感器。     

水相中长波长CdTe量子点的制备及其荧光性能

分别用谷胱甘肽(GSH)和巯基乙酸(TGA)为稳定剂,在水相中制备长波长荧光发射峰CdTe QDs.并用透射电子显微镜、X线粉末衍射和荧光光谱技术对其进行表征,研究不同水相合成条件对CdTe QDs荧光性能的影响.研究结果表明:以GHS为稳定剂制备得到的CdTe QDs为立方晶系纤锌矿结构,平均粒径约为5nm,分散性良好.在2h内能获得光发射峰为530～650 nm之间的任意波长量子点,具有明显的量子尺寸效应和较强的荧光强度;以TGA为稳定剂制备的CdTe QDs,平均粒径在10nm以下,其中在水热条件下制备的CdTe QDs分散性较差,但能加快量子点的生长速率和荧光半峰宽的窄化.而在加热回流(分别为空气和氮气)条件下制备的CdTe QDs,分散性较好.相对于氮气保护氛围下的合成,通过氧气参与作用,也能加快CdT QDs的生长.     

一步合成硫、氮共掺碳量子点及其检测Fe~(3+)的研究

为了探究硫氮表面修饰的碳量子点的简便合成方法及其应用,以柠檬三胺和亚硫酸钠为原料,经水热法一步合成了硫、氮共掺碳量子点(SN-CDs)。采用荧光光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和透射电镜进行表征;基于荧光内滤效应建立了荧光检测Fe~(3+)的新方法。实验结果表明:制备的CDs表面含有氨基和磺酸基团,量子产率32.2%,粒径为20 nm,最大激发和发射波长分别是350 nm和445 nm。检测铁线性范围在0～560μmol/L,相关系数0.997,检出限5μmol/L。对补铁药品中铁含量检测,每片含铁4.67 mg(n=5),标准偏差0.26,加标回收率98.0%～101.2%。采用邻二氮菲分光光度法进行比较,两种方法之间不存在显著性差异。     

基于掺氮碳量子点与Fe~(3+)纳米开关的抗坏血酸荧光传感器

以壳聚糖为前驱体,在较低温度下通过水热法一步合成了掺氮碳量子点(N-FCDs),合成得到的N-FCDs具有良好的水溶性、pH稳定性及优良的荧光特性.实验表明:Fe~(3+)能猝灭N-FCDs溶液的荧光,灵敏度高且选择性好;当还原性的抗坏血酸加入荧光猝灭的Fe~(3+)-N-FCDs体系后,体系猝灭的荧光因Fe~(3+)的还原反应又得以恢复.由此,可实现对抗坏血酸的灵敏检测,检测的线性范围为1~200μmol/L,检出限为0.06μmol/L.此外,Fe~(3+)-N-FCDs的抗干扰能力强,可实现维生素C药片中抗坏血酸含量的检测,检测结果令人满意.     

CoS量子点的尺寸可控制备及光学性质研究

采用液相超声剥离法成功制备了CoS量子点(QDs),使用透射电子显微镜(TEM)对CoS QDs的形貌和结构进行了表征，利用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和荧光光谱仪(PL)测试了样品的吸光度和不同激发波长下的荧光强度.测试结果表明：在离心转速为4 500、3 000 r/min和1 500 r/min时，CoS QDs的平均尺寸分别为3.4、3.6 nm和4.4 nm;三种尺寸的CoS QDs具有宽带光吸收特性，并且随着量子点尺寸的增加，CoS QDs的吸收范围逐渐变宽，PL峰表现出Stokes位移和激发波长依赖性.     

硼氮共掺杂石墨烯量子点及对Hg~(2+)的选择性检测

以柠檬酸、乙二胺和苯硼酸为原料,采用一步水热法制备了高荧光量子产率、长荧光寿命的硼氮共掺杂石墨烯量子点(B,N-GQDs).通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)及荧光光谱仪(PL)对量子点进行了表征.结果表明,B,N-GQDs粒径范围为1.46～3.54 nm,平均粒径为(2.34±0.50)nm,具有明显的晶格条纹结构;表面官能团(—OH,—NH和—BOH)的存在,有利于与金属离子结合从而实现对金属离子的检测;在pH=5.0～10.0和Na Cl浓度0～1.0 mol/L的酸碱盐环境下,B,N-GQDs具有优异的荧光稳定性.由于B,N-GQD与金属离子具有结合作用,因此它被用作检测金属离子的荧光探针.考察了15种金属离子(K~+、Na~+、Ba~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Li~+、Cu~(2+)、Ag~+、Mn~(2+)、Fe~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Ca~(2+)和Hg~(2+))对B,N-GQDs荧光强度的影响,发现仅Mg~(2+)、Fe~(3+)、Ca~(2+)和Hg~(2+)对其荧光有猝灭作用.考虑到Hg~(2+)是重要的有毒污染物,因此灵敏、选择性地检测Hg~(2+)对人体健康和环境保护至关重要.在单一汞离子体系中,其线性范围为2.0～20.0μmol/L,检测限为0.05μmol/L;在复杂体系(Mg~(2+)、Fe~(3+)、Ca~(2+)和Hg~(2+))中,采用掩蔽剂Na F能够实现对Hg~(2+)浓度的准确测定,其检测误差范围为-4.432%～2.600%.B,N-GQDs有望在多金属离子响应体系中实现对Hg~(2+)的快速检测.此外,探究了Hg~(2+)对B,N-GQDs荧光的猝灭机理,当加入Hg~(2+)后,B,N-GQDs的荧光寿命从原来的12.86 ns缩短为11.34 ns,符合动态猝灭机理.     

氮、磷共掺杂碳点在Fe~(3+)检测和细胞多色成像中的应用

以杏仁为原料采用热解-水热法制备了氮、磷共掺杂碳点(N,P-CDs)。合成的N,P-CDs具有好的荧光发光性能和高的光学稳定性。基于这些优良的性质,将合成的N,P-CDs成功应用于Fe~(3+)检测及细胞多色成像。Fe~(3+)检测的线性范围为10～400μmol/L,检出限为3.3μmol/L。人肝癌细胞的共聚焦荧光显微成像显示:N,P-CDs能穿透细胞壁进入细胞质,在不同激发下呈现出不同颜色的荧光;并可用于观察活细胞内Fe~(3+)的浓度变化。     

基于香豆素的Fe~(3+)荧光探针的制备及其性能

以1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]脲作为硅烷偶联剂,将香豆素分子以共价键的方式负载到SBA-15的孔道内表面,制备了一种可用于检测和吸附Fe~(3+)的有机-无机杂化荧光探针SBA-Q,通过FT-IR、N_2吸附手段表征了其结构。性能测试结果表明,SBA-Q在缓冲溶液HEPES(0.02 M,pH 7.0)中对Fe~(3+)表现荧光猝灭响应和较高的识别选择性。此外,SBA-Q对Fe~(3+)具有较高的吸附能力,吸附率可达93.96%。     

氮掺杂碳量子点的制备及Pb~(2+)测定

以壳聚糖为原料,采用高温热解法制备了表面带有氨基的氮掺杂荧光碳量子点(CQDs)。CQDs制备的最适宜条件为:温度400,℃、反应时间90,min,所制备的CQDs可用于痕量Pb~(2+)的检测。实验表明,在pH值为6.41的三酸缓冲溶液中,CQDs浓度为3.28×10~(-6),mol/L,加入不同浓度Pb~(2+)常温保持10,min,于激发波长340,nm,发射波长为410,nm测定猝灭荧光,Pb~(2+)浓度与体系荧光猝灭(ΔF)呈良好的线性关系,用于实际样品自来水中Pb~(2+)测定,结果满意。     

水溶型CdSe量子点的制备及与Schiff碱的相互作用拆分头孢氨苄对映体

以绿色无毒、生物相容性好的羧甲基纤维素钠为稳定剂,通过简单的过程成功地在水相中制备了CdSe量子点(QDs).用TEM、XRD、XPS表征的结果表明：所制备的CdSe量子点近似于单分散,平均粒径为2.1 nm. UV-Vis和荧光 (PL) 光谱表明：控制反应物Se前躯体的量可有效调控量子点粒径,实现量子点在480～560 nm荧光可调,且量子点具有窄且对称的荧光光谱.量子点与Schiff碱相互作用表明：Schiff碱在一定范围内能有效增强量子点荧光,过量的Schiff碱却能淬灭量子点的荧光.     

碲化锌修饰掺铜硒化锌量子点的合成

以巯基丙酸（mercaptopropionic acid,MPA）作为稳定剂,在水相中合成Cu离子掺杂的ZnSe量子点（quantum dots,QDs）,并以ZnTe修饰其表面（ZnSe:Cu/ZnTe QDs）.采用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、高分辨透视电子显微镜（high resolution transmission electronic microscopy,HRTEM）、紫外可见吸收光谱（ultraviolent-visible spectroscopy,UV-VIS）和光致发光(photoluminescence,PL)荧光光度计对其结构、相貌和光学特性进行表征.结果表明,合成所得荧光量子点的大小为4～6 nm;当激发波长325 nm时,荧光发射峰约为510 nm;经160 ℃热处理后,荧光发射峰会红移至540 nm左右,初步说明ZnTe的修饰会改变ZnSe:Cu量子点荧光发射峰的位置.     

基于Ti3C2量子点@罗丹明B荧光探针对Cr(Ⅵ)的传感检测研究

采用刻蚀和水热法合成了碳化钛量子点(Ti₃C₂ QDs)，该量子点与罗丹明B(RhB)之间由于静电作用产生荧光共振能量转移(FRET)形成荧光探针，Cr(Ⅵ)的内滤效应(IFE)导致探针荧光猝灭，构建了一种“开-关”型荧光探针用于Cr(Ⅵ)的传感检测.在优化实验条件下，该荧光探针对Cr(Ⅵ)的线性响应范围为0.05～500μmol/L，检出限为0.014μmol/L (S/N=3).构建的荧光探针具有制备简单、稳定性和选择性好，对Cr(Ⅵ)的检测灵敏度高等特点，对环境水样中Cr(Ⅵ)测定的回收率为94.3%～104.0%.研究为水体中重金属离子Cr(Ⅵ)的快速和准确测定提供了一种新方法.     

含氧硅基材料的荧光特性研究

分别采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术和金属辅助化学蚀刻的方法制备了纳米硅/二氧化硅(nc-Si/SiO_2)多层膜和多孔硅纳米线(Si NW)两种含氧的硅基材料.借助透射电子显微镜和扫描电子显微镜对样品的微结构进行表征,在此基础上,利用稳态和时间分辨荧光光谱仪对两种材料的荧光特性进行测量.实验结果表明nc-Si的尺寸越小,多孔Si NW内的孔洞越多,样品的发光越强,但是发光峰不发生移动.在波长为355nm,脉宽为6ns的激光激发下,两种材料都具有微秒(μs)的荧光寿命,对应于载流子从与氧相关的局域态发生辐射复合的过程.将光致发光(PL)强度的增强以及荧光寿命的增大归因于样品内辐射复合中心的增多.同时,在波长为375nm,脉宽为75ps的激光激发下,两种样品在纳秒(ns)范围内均没有检测到荧光衰减信号.     

基于CdTe量子点荧光猝灭-恢复法测定N-乙酰-L-半胱氨酸

以CdTe量子点作为荧光探针,Hg~(2+)为猝灭剂,建立了一种基于荧光猝灭-恢复模式的N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)检测方法.考察了不同缓冲溶液、pH值、金属离子、Hg~(2+)的浓度及反应时间对反应体系的影响,探讨了Hg~(2+)对CdTe量子点荧光猝灭和NAC对CdTe量子点荧光恢复的机理.结果表明:在pH=7.8的B-R缓冲溶液中,当Hg~(2+)的浓度为1.0×10~(-6)mol/L、NAC的浓度范围为5.0×10~(-7)~2.0×10~(-5)mol/L时,NAC的浓度与量子点的荧光恢复程度之间呈良好的线性关系,可实现对NAC的快速定量分析.该检测方法较常规的方法操作简便、检测速度快、灵敏度高.     

脉冲激光沉积Eu~(3+)掺杂ZnO薄膜及发光性能研究

利用脉冲激光沉积方法,不同沉积条件下在SiO_2/Si、蓝宝石单晶和石英玻璃3种衬底上制备了c轴择优取向的Eu~(3+)掺杂ZnO(Eu:ZnO)薄膜.以SiO_2/Si为衬底,具体研究了衬底温度、氧压、激光重复频率及沉积时间对Eu:ZnO薄膜结晶质量和荧光性能的影响.发现沉积条件相同时,在蓝宝石和SiO_2/Si衬底上制备的薄膜结晶质量好于石英玻璃衬底上的.利用273nm波长的氙灯泵浦,室温下所有样品的光致荧光谱中都测得了稀土Eu~(3+)在616nm附近的特征发光峰,而且在蓝宝石衬底上生长的Eu:ZnO薄膜的荧光强度最强.     

FeS量子点的制备及其光学特性研究

采用液相超声剥离法制备了尺寸可控的FeS量子点(QDs),通过改变离心转速得到不同粒径的FeS QDs.利用TEM对FeS QDs的形貌和结构进行了表征；通过UV-Vis和PL光谱研究了FeS QDs的光学特性.结果表明：当离心转速分别为4 500、3 000 r/min和1 500 r/min时，对应的FeS QDs平均尺寸为2.6、3.0 nm和3.5 nm;三组样品在紫外到红外波段(200～2 000 nm)均有吸收，随着波长的增加吸收强度缓慢下降；此外，研究发现FeS QDs具有光致发光特性，随着激发光波长增加PL峰红移，表明其发光具有波长依赖性.     

基于罗丹明b类的Fe~(3+)荧光探针的合成及其性能研究

以2,6-吡啶二羰酰氯与罗丹明酰胺缩合反应的产物(BR)为荧光"关—开"型探针,研究了探针BR选择性识别Fe~(3+)的各种影响因素,建立了BR荧光检测分析痕量Fe~(3+)的方法.Job's Plot实验证明BR与Fe~(3+)的络合比为1∶2.且Fe~(3+)浓度在0~20μmol/L范围内与BR呈良好的线性关系(R~2=0.998),检出限为1.8×10~(-8)mol/L.     

ZnS量子点荧光分光光度法检测牛血清白蛋白含量的研究

通过水热法合成水溶性ZnS量子点(QDs),透射电子显微镜和X-粉末衍射仪检测的结果显示其粒径在6~8 nm。荧光分析表明该量子点有良好的荧光稳定性。牛血清白蛋白(BSA)可以增强ZnS QDs的荧光强度,在一定浓度范围内ZnS QDs的荧光增强与BSA的浓度呈正相关,通过不同浓度BSA影响ZnS QDs荧光强度的变化,实现BSA含量的检测。通过检测条件优化,蛋白浓度在0~160 mg/L条件下荧光强度与BSA浓度之间良好的线性关系,线性方程为y=45.7685x+351.70,相关系数R2=0.9986,验证试验表明荧光光度法测定BSA具有一定的可重复性与准确度,对蛋白含量的快速检测有潜在的应用价值。     

量子点的制备及其在光化学传感器中的应用研究进展

量子点(QDs)作为一种新型半导体荧光纳米材料,表现出优越的光学、电子和表面可修饰等性质,可应用于许多领域.尤其在化学和生物化学领域,以量子点独特的发光优势构筑传感器在分析检测方面表现出很高的灵敏性和选择性.文章概述了量子点结构、性质及其制备方法,并综述了量子点在光化学传感器中的应用.     

氮掺杂碳量子点的制备及其在Fe3+检测方面的应用

采用微波直接碳化法制备具有蓝色荧光(λ_em=430 nm)的氮掺杂碳量子点(N-CDs),简称碳点。透射电镜检测表明,所获得的碳点为尺寸均一的类球状颗粒,平均粒径为5.1 nm±0.2 nm。应用红外光谱、X-射线光电子能谱等手段对其进行表征,结果显示,碳点表面有丰富的羟基、羧酸等含氧基团以及氨基等含氮基团,因此具有优良的水溶性与分散性。紫外-可见光光谱及荧光光谱分析结果表明,该碳点水溶液具有激发波长依赖性和荧光稳定性强等光学特性,其最佳激发波长λ_ex=260 nm,最佳发射波长λ_em=430 nm。该碳点与Fe³⁺相互作用具有显著的荧光猝灭效应。不同浓度的Fe³⁺对荧光强度的影响显示,在200～500μmol/L范围内,猝灭效果呈线性关系,其检测限域为21.2μmol/L。其猝灭机理是由于Fe³⁺的存在导致非荧光络合物的形成,从而导致荧光猝灭。该碳点具备较好的光学性质,并能够灵敏检测低浓度的Fe³⁺。