荧光传感器的制备及其在可视化检测中的应用

【摘要】荧光分析方法具有取样量少、灵敏度高等优点,目前在无机、有机、医药、生物化学和临床检验等不同领域中有广泛应用。荧光分析所用的探针除了有机荧光染料之外,近些年来还发展了多种新型纳米材料,这些荧光物质的发展使荧光分析方法在众多检测技术中得到迅速发展并广泛用于检测分析。本文利用量子点荧光材料和有机结构探针分别实现了对一氧化氮和锌离子的选择性高灵敏定量检测,并将其用于环境分析。第一章主要介绍荧光分析法的基本原理和基本方法,几种纳米材料的特性,本文设计的体系中用到的检测机理以及常见几种自由基的常用检测方法。第二章,我们基于荧光打开型的模式设计了一种针对一氧化氮(NO)检测的纳米材料,该探针具有良好的水溶性和稳定性。在实验中,首先用带氨基的聚合物包裹油相CdSe/ZnS量子点进行表面修饰,使其转为水溶性的,然后通过发生化学反应形成了二硫代氨基甲酸盐修饰的组装量子点。我们用三价铁离子猝灭掉该组装量子点的荧光,以此形成弱荧光的材料作为探针。利用NO能够和二硫代氨基甲酸铁发生特异性反应的性质,我们构建了基于荧光共振能量转移的荧光打开型传感器。实验证明探针对NO有很好的选择性,其它自由基基本无干扰,对NO溶液的检测限达到3.3μM。除了测试一氧化氮供体水溶液之外,我们还将该探针做成简易的试纸传感器,并将其用于一氧化氮气体的实际检测。同样地,探针在气体检测方面也有较好的灵敏度,可以达到10ppm。第三章,我们合成了一种简易结构的席夫碱,该探针含碳氮双键结构,因自身结构发生异构化,在372nm光激发下几乎无荧光发射。探针由于和锌离子之间配位后变成更刚性的结构,增加了共轭体系而使荧光增强,可用于锌离子的检测。探针对锌离子的响应不受其它阳离子的干扰,并且检测限为62nM,远低于美国环境保护局规定的饮用水中规定的70μM的上限。为方便应用,我们将探针做成了便携式试纸传感器,通过观察试纸上颜色的变化推测样品中锌离子的含量。鉴于探针的水溶性有缺陷,将探针设计用于气溶胶态氯化锌的可视化检测,实验证明该探针确实能用于锌离子的检测。
【作者】孙健；
【导师】王素华；
【作者基本信息】中国科学技术大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】荧光打开型；量子点；聚合物；一氧化氮自由基；席夫碱；锌离子可视化；

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