石墨烯量子點(diǎn)的制備及其在Hg2+檢測中的應(yīng)用.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的迅速增加導(dǎo)致嚴(yán)重的水體污染，其中重金屬污染尤為嚴(yán)重，而汞離子是重金屬污染中最具代表性的一種。微量汞即可對機(jī)體造成嚴(yán)重的毒理損傷，對生態(tài)環(huán)境和公共安全構(gòu)成巨大威脅。因此，發(fā)展靈敏、快速汞離子檢測方法對于環(huán)境監(jiān)測、食品安全和毒性評估等是至關(guān)重要的。本論文利用石墨烯量子點(diǎn)的優(yōu)異發(fā)光性能，發(fā)展了一種可用于水體和活體細(xì)胞內(nèi)汞離子檢測的方法。主要內(nèi)容如下:
　　以氧化石墨烯為原材料，采用水熱法制備了石墨烯量子點(diǎn)(GQDs

2、)。利用原子力顯微鏡、透射電鏡及納米粒度儀對GQDs進(jìn)行了表征，結(jié)果表明:GQDs徑向尺寸為5～10 nm，厚度為0.8 nm，為單層石墨烯構(gòu)成。對制備條件進(jìn)行了優(yōu)化，在最佳條件下，GQDs在320 nm波長光激發(fā)下在425 nm處能夠發(fā)出最大強(qiáng)度的藍(lán)色熒光，并具抗光漂白性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適合作為熒光傳感材料。
　　在石墨烯量子點(diǎn)表面修飾上對重金屬汞離子具有特異性識別的DNA適配體(5'-(NH2 C6)TTCTTTCTTCC

3、CTTgTTTgTT-3'）。采用傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜及Zeta電位分析儀進(jìn)行表征。由于汞離子與胸腺嘧啶之間有很強(qiáng)的結(jié)合作用，汞離子的存在可以快速猝滅DNA-GQDs的熒光。在pH=7.5、汞離子濃度為10μmol/L時，1 min內(nèi)DNA-GQDs的熒光猝滅率即可達(dá)到90％。汞離子濃度在1nM～10μM范圍與DNA-GQDs的F/F0比值有線性關(guān)系，其中F0，F(xiàn)分別為DNA-GQDs在460 nm處加汞前后的熒光強(qiáng)度值。最低檢

4、測限為0.25 nmol/L。此外，利用硫離子對汞離子的高親和特性，可以快速恢復(fù)DNA-GQDs的熒光。因此，該傳感器同樣可用于檢測硫離子，線性范圍是0.1～20μmol/L。
　　將DNA-GQDs用于Hela細(xì)胞內(nèi)汞離子的檢測，激光共聚焦顯微鏡可以觀察到細(xì)胞內(nèi)DNA-GQDs的熒光隨汞離子濃度增加而減弱，當(dāng)汞離子濃度為20μmol/L時，DNA-GQDs的藍(lán)色熒光完全猝滅。生物相容性是活體細(xì)胞內(nèi)應(yīng)用的前提。四甲基偶氮唑鹽比色實