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.     

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.     

碳量子点荧光猝灭法检测Hg~(2+)及其猝灭机理研究

以焦粉为原料,采用一步水热法合成荧光碳量子点,用合成的碳量子点对水中Hg~(2+)进行检测,并对Hg~(2+)与碳量子点的结合方式、反应机理等进行研究,探讨Hg~(2+)对碳量子点的荧光猝灭机理。结果表明,合成的碳量子点在用于Hg~(2+)检测时具有较好的单一选择性;Hg~(2+)对该碳量子点的荧光有猝灭效应;用碳量子点荧光猝灭法检测Hg~(2+),灵敏度高,对Hg~(2+)浓度的检测范围为1.0×10~(-8)～1.0×10~(-7) mol/L,检出限为1.0×10~(-8) mol/L;Hg~(2+)对碳量子点荧光猝灭的方式为静态猝灭,二者相互作用是自发进行的焓驱动过程,相互结合位点约为1,反应结合常数为1.0×10~5 L/mol。     

Simultaneous Fluorescence Detection of Mercury(Ⅱ) and Silver Ions Based on Rhodamine B Isothiocyanate and 5-Carboxyfluorescein-ss DNA Modified Probe

A new fluorescence sensor is developed for simultaneous detection of Hg~(2+) and Ag~+. During the detection process,Hg~(2+) forms complexes with the fluorescent dye rhodamine B isothiocyanate(RBITC) modified onto the surface of gold nanoparticles(Au NPs),resulting in RBITC's displacement from the surface of Au NPs and the recovery of fluorescence. Meanwhile,Ag~+ forms “C-Ag~+-C” complex with C-rich 5-carboxyfluorescein(FAM)-ss DNA modified onto the surface of Au NPs,which keeps the fluorescent dye FAM close to the Au NPs and results in quench of fluorescence. The experimental results show a wide linear range and a good sensitivity. The limit of detection is 1.06 nmol/L for Ag~+ and 0.48 nmol/L for Hg~(2+). This detection method is not only easy to operate but also efficient.     

以大孔球状聚氯乙烯为骨架的多乙烯多胺树脂的合成及其吸附性能研究

采用新型的大孔球状聚氯乙烯与乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺反应,合成多乙烯多胺树脂,并研究了多乙烯多胺树脂对Au~(3+)、Ag~+、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)等金属离子的吸附性能。结果表明,多乙烯多胺树脂对Ag~+、Hg~(2+)的吸附容量较高,吸附率也较高,分别达97.1％和98.4％,对Cu~(2+)的吸附容量次之,对Zn~(2+)、Pb~(2+),Cd~(2+)的吸附容量较低。该树脂对Hg~(2+)、Ag~+的吸附选择性较好,对Au~(3+)的动态吸附率达98.2％。因此多乙烯多胺树脂具有一定的应用前景。     

3种重金属离子对单环刺螠幼螠的急性毒性研究

采用静水试验法,在水温19.0±1.0℃的条件下,用Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)3种重金属离子对体重1.2±0.16 g的单环刺蜢幼蜢进行了单一因子急性毒性试验.结果表明,3种重金属离子毒性大小依次为Hg~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+),幼蜢在3种重金属离子溶液中呈现出不同的生物学效应.Cu~(2+)对幼蜢的24 h、48 h LC_(50)分别为1.768、1.408 mg/L;Hg~(2+)的24h、48 h LC_(50)分别为1.097、0.770 mg/L;Cd~(2+)的24 h、48 h LC_(50)分别为2.084、1.789 mg/L.Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)对幼蜢的安全浓度分别为0.141、0.077、0.179 mg/L.     

重金属离子(Hg~(2+),Cu~(2+),Ag~+)对鲫鱼和鲤鱼呼吸运动机能的影响

本文研究了不同浓度的醋酸酮、醋酸汞和醋酸银溶液对鲫鱼(Carassius auratus)和鲤鱼(Cyprinus Carpio)呼吸运动机能的影响.结果表明,上述三种含重金属离子的溶液.其浓度在0.1,0.3,0.5,1.0mg/l范围内,均能迅速地引起鲫鱼和鲤鱼呼吸运动机能的改变.随着离子浓度的增高,这两种鱼的鳃盖运动频率有些减慢,但清除污物的洗涤运动(Clean-ing movement,又称Cough response)频率则急剧地增加.同一种重金属离子对不同鱼类的呼吸运动机能有不同的影响.Cu~(2+)对鲫鱼的作用大于鲤鱼;相反,Hg~(2+)对鲤鱼的作用大于鲫鱼,而Ag~+对这两种鱼类的作用都特别明显.在这三种重金属离子中,Ag~+对鱼类的呼吸运动机能的影响最大.鲫鱼和鲤鱼对重金属离子具有相当高的敏感性,而且其洗涤运动与重金属离子密切相关,这提示有可能利用这两种淡水养殖鱼类的呼吸运动对重金属离子这种反应特性作为水质重金属污染的生物监测指标.     

汞(Ⅱ)荧光薄膜传感器的制备及性能研究

为实现对Hg~(2+)的快速检测,以罗丹明B为识别基团,设计并合成了一种Hg~(2+)荧光薄膜传感器,其与Hg~(2+)络合后荧光显著增强。随着Hg~(2+)浓度的不断升高,荧光薄膜传感器在550 nm处的吸收逐渐增强。同时,在0.1"0.9μmol/L Hg~(2+)浓度范围内,580 nm处荧光强度与Hg~(2+)浓度呈良好的线性关系(R=0.990 8)。荧光薄膜传感器对Hg~(2+)的检测限为4.3 pmol/L,常见的其他8种金属离子的存在对Hg~(2+)的检测无明显干扰。该方法便捷、快速、灵敏度高,可用于水溶液中Hg~(2+)的痕量检测。     

水相中合成CdTe半导体量子点

用不同修饰剂在水相中合成了CdTe半导体量子点(Quantum Dots,QDs).通过紫外吸收光谱(UV-VIS)、荧光发射光谱(PL)、Zeta电位等方法对制备的样品进行了表征.实验结果表明:选用同一修饰剂,紫外吸收和荧光发射峰随反应时间的延长有明显红移,即粒径在不断长大;选用不同的修饰剂,反应相同的时间,可以得到不同粒径的量子点;合成CdTe量子点的发射谱的平均半峰宽约为50 nm,单分散性很好;以巯基乙酸为修饰剂,反应时间为240 min时,是水相合成CdTe量子点的最佳条件;量子点水溶液的Zeta电位受修饰剂和pH值的影响;水溶性的、带有官能团的量子点适合于进一步的生物应用.     

CdTe量子点与牛血红蛋白相互作用的研究

以巯基乙酸为稳定剂在水相中合成了尺寸均匀的CdTe量子点(QDs).考查了磷酸盐(PBS)缓冲体系中量子点与牛血红蛋白(Bovine Hemoglobin,BHb)之间的作用规律.结果表明,巯基乙酸修饰的CdTe量子点与BHb有较强的作用.BHb能使修饰后的CdTe量子点发生荧光淬灭现象,并且BHb的浓度以及酸度对荧光淬灭均有影响,并探讨了导致荧光淬灭的原因以及量子点与血红蛋白相互作用的机理.     

CdTe量子点与牛血红蛋白相互作用的研究

以巯基乙酸为稳定剂在水相中合成了尺寸均匀的CdTe量子点(QDs).考查了磷酸盐(PBS)缓冲体系中量子点与牛血红蛋白(Bovine Hemoglobin,BHb)之间的作用规律.结果表明,巯基乙酸修饰的CdTe量子点与BHb有较强的作用.BHb能使修饰后的CdTe量子点发生荧光淬灭现象,并且BHb的浓度以及酸度对荧光淬灭均有影响,并探讨了导致荧光淬灭的原因以及量子点与血红蛋白相互作用的机理.     

新型氨基二硫代甲酸盐螯合树脂的合成及其吸附性能研究

用新型大孔球状聚氯乙烯为骨架的多乙烯多胺树脂与二硫化碳反应,合成了氨基二硫代甲酸盐螫合树脂,并研究了这类螫合树脂对Au~(3+)、Ag~+、Hg~(2+)、CU~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,此类螯合树脂对Au~(3+)、Ag~+,Hg~(2+)的吸附容量较高(Ag~+、Au~(3+)的吸附率分别达98.3％和98.9％),对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量较低。对贵金属具有较好的选择性,能分别从Au~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的混合离子和Ag~+、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的混合离子中定量地吸附Au~(3+),Ag~+,而不吸附其它离子,对Au~(3+)的动态吸附率达98.8％。     

旋转金盘电极上Cu~(2+)欠电位沉积及在痕量Cu~(2+)分析中的应用

金属离子的欠电位沉积能显著改变被沉积表面的电化学性能,在电催化和金属电沉积的研究中颇受重视。本文在研究有机物吸附对多种金属离子(Cu~(2+),pb~(2+),Ag~+,Cd~(2+),Tl~+和Hg~(2+))欠电位沉积影响的基础上,对欠电位沉积在痕量Cu~(2+)分析中应用的可能性进行了研究。实验结果表明,这是一种较灵敏的分析方法。     

用微量汞提高测银灵敏度——玻碳电极溶出伏安法

当微量Ag~1、Hg~(2+)(10~(-7)M～10~(-9)M)共存于溶液(用HCl调pH为2的0.1MKSCN)中时,用普通极谱仪在-1.5V(VS、Ag/AgCl、盐桥联接),电解沉积2～10分钟,-0.3V～+0.2V溶出,在+0.12V出现一个很好的Ag-Hg金属间化合物溶出峰,它比Ag~+或Hg~(2+)单独存在时的溶出峰灵敏得多,并与两者的峰高、峰形、峰电位都有显著不同。当Hg~(2+)浓度一定时、峰高与Ag~+浓度呈正比,反之亦然。用标准加入外推法外延工作曲线至横轴,便能直接读出被测液中Ag~+浓度。     

水溶性沥青基碳量子点测Cu2+的条件优化

为了研究以煤沥青为碳源的碳量子点在金属离子检测中的应用,本文以中温沥青为原料,混酸法制备了水溶性沥青基碳量子点。该量子点在大于550 nm时无吸光性,在650 nm下对Cu~(2+)的吸光性有加强作用,能够用于Cu~(2+)的吸光度法检测。试验探讨了自制的水溶性沥青基碳量子点测Cu2+的工艺参数。结果表明,最佳检测参数:检测波长650 mn,硫酸铜与碳量子点比0.96 mol:16 mg,碳量子点浓度为0.8 mg/L,室温静置20 min,添加4.326 g/L邻苯二甲酸氢钾表面活性剂。     

重金属对气孔保卫细胞功能和活性的影响

为深入了解重金属的毒性作用,我们选用蚕豆气孔保卫细胞系统检测了Al ~(3+)、Cr~(6+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)及电镀废水对气孔开度和细胞活性的影响,发现0.05mg/L的Al ~(3+)、Cr~(6+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)作用于蚕豆表皮,可降低叶面气孔开度;抗坏血酸或LaCl_3能阻止金属离子诱发的气孔关闭,说明活性氧和钙离子参与了金属离子诱导的气孔关闭;当金属离子浓度提高至0.5~5mg/L时,气孔保卫细胞活性降低,随着浓度增大,金属离子对细胞的毒性增高。用电镀废水处理同样导致气孔开度减小,细胞活性降低。上述结果表明,环境金属离子含量达到一定值后会对植物细胞的功能产生影响,浓度提高时细胞活性受损,即使单一离子含量达到国家颁布的废水排放标准,也可能直接影响气孔开度,进而干扰植物生理,而高浓度金属离子引发的植物细胞活性丧失,对植物的危害将更为严重。     

蛋白质与金属离子相互作用的荧光研究

本文通过测定牛血清白蛋白和人血清丙种球蛋白与过渡金属离子Zn~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)在不同条件下相互作用而引起的荧光强度的变化来讨论蛋白质与金属离子的作用方式以及作用方式与蛋白质结构的关系,还讨论了pH值的影响并给出了荧光强度随pH变化的模式。     

汞和铅的单一和复合作用对斑马鱼胚胎发育的毒性效应研究

基于斑马鱼胚胎技术,研究了汞(Hg~(2+))和铅(Pb~(2+))对斑马鱼胚胎发育的单一及联合毒性,主要观察和比较了96 h斑马鱼胚胎的死亡率、孵化率和畸形率,并采用相加指数法分析比较了Hg~(2+)和Pb~(2+)在96 h对斑马鱼胚胎发育的效应类型.结果表明,斑马鱼胚胎对Hg~(2+)和Pb~(2+)均表现出显著的浓度依赖性,造成胚胎孵化率下降,发育畸形甚至死亡;Hg~(2+)的毒性作用高于Pb~(2+),Hg~(2+)和Pb~(2+)的96 h-LC50分别为0. 081 mg/L和113. 978 mg/L; Hg~(2+)和Pb~(2+)组合在96 h表现为拮抗作用.     

新型咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉衍生物的合成及对Zn~(2+)荧光识别

邻菲啰啉二酮(1)在醋酸与醋酸铵的作用下与芳香醛通过脱水缩合构筑咪唑环,首次合成了3个新型芳基咪唑化合物(3a~3c).利用IR和1 H NMR等对目标分子3进行了结构表征.首次探究了11种金属离子对目标产物3的荧光猝灭,选取了包括主族和副族的11种金属离子Ca~(2+)、Cr~(3+)、Hg~(2+)、Al~(3+)、Mn~(2+)、Na+、Pb~(2+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(2+).通过荧光测试研究了金属离子的荧光猝灭现象,并通过经典的方法计算出了荧光猝灭系数KSV.研究结果表明:Zn~(2+)对配体3a、3b、3c均产生优良的猝灭效果,并产生红移,因此可对Zn~(2+)进行荧光识别.荧光猝灭系数KSV的计算结果表明,金属离子的最低检出限可达10~(-5)mol/L.利用产生荧光猝灭现象可以广泛应用于金属离子荧光探针识别,从而达到检测金属离子的目的.因此,目标产物可作为Zn~(2+)的荧光探针.     

某些混合无机盐体系形成Liesegang环的研究

通过研究Cu~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+),Zn~(2+)等数种金属离子中两种或两种以上混合离子在试管中产生的Liesegang环与单个金属离子产生的Liesegang环对比,在相当长的时间内观察发现:在一定浓度范围内,混合金属离子产生的沉淀环可彼此分离,且原子量越大的金属离子其沉淀环迁移速度越快。分析得知:在金属离子产生周期性沉淀过程中,沉淀环具有半透膜性质,离子透过规律是反应阴离子CrO_4~(2-)比反应阳离子快;阳离子则是原子量越大者透过速度越快,即Pb~(2+)>Hg~(2+)>Zn~(2+)>Cu~(2+)。