新型納米探針的構(gòu)建及其在銅離子檢測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著納米材料與納米技術(shù)的興起，基于納米材料的生物和化學(xué)傳感器發(fā)展迅速，并被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。碳量子點(diǎn)與納米金作為經(jīng)典的納米材料，由于其獨(dú)特的尺寸效應(yīng)，出色的光電性質(zhì)和高的比表面積，被應(yīng)用于感光，催化，生物標(biāo)記，生物檢測(cè)，化工與環(huán)保等方面。碳量子點(diǎn)是一種以碳元素為主體的新型熒光納米材料，具有光學(xué)性能優(yōu)良、生物相容性好、易于功能化和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在生物和醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的開發(fā)前景。金納米棒不僅具有合成方法簡(jiǎn)單、化

2、學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、產(chǎn)率高，而且其比球形金納米粒子具有更為奇特的光電性質(zhì)，獨(dú)特的可調(diào)的表面等離子共振特性。此外，金納米棒的縱向等離子共振峰(LSPR)對(duì)周圍環(huán)境的介電常數(shù)十分敏感，當(dāng)金納米棒表面發(fā)生反應(yīng)擾動(dòng)其周圍環(huán)境的介電性質(zhì)時(shí)，LSPR發(fā)生位移，這就有效地提供了界面反應(yīng)的光學(xué)傳導(dǎo)信號(hào)，因此金納米棒應(yīng)用于非標(biāo)記傳感器方面有很大的優(yōu)勢(shì)。
　　本文以碳量子點(diǎn)和金納米棒為信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，通過(guò)對(duì)其合成與表面功能化修飾，建立兩種廉價(jià)、操作簡(jiǎn)便的納米傳

3、感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重金屬離子簡(jiǎn)單、快速、靈敏的檢測(cè)。主要內(nèi)容包括：⑴利用廉價(jià)易得的竹葉做為原材料，通過(guò)一步水熱法(200℃，6h)合成碳量子點(diǎn)，此方法簡(jiǎn)單，環(huán)保，低花費(fèi)，得到熒光量子產(chǎn)率較高，穩(wěn)定性、水溶性較好的碳量子點(diǎn)(CQDs)，TEM表征平均粒徑為3.6nm，Zeta電位為負(fù)值，表明其表面帶有負(fù)電荷。分支狀聚乙烯亞胺(BPEI)是一種水溶性的陽(yáng)離子聚合物，可以通過(guò)靜電吸附作用修飾在CQDs的表面，實(shí)現(xiàn)CQDs的功能化，同時(shí)BPEI能與

4、Cu2+快速有效的絡(luò)合，形成藍(lán)色的絡(luò)合物。⑵通過(guò)對(duì)CQDs的表面修飾BPEI來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬離子Cu2+的檢測(cè)，由于BPEI與Cu2+在BPEI-CQDs的表面形成銅銨絡(luò)合物，通過(guò)測(cè)試絡(luò)合物的紫外吸收光譜，發(fā)現(xiàn)正好能吸收BPEI-CQDs的激發(fā)和發(fā)射光，從而產(chǎn)生在內(nèi)濾效應(yīng)，使BPEI-CQDs的熒光淬滅，從而建立了一種快速、簡(jiǎn)便地測(cè)定微量Cu2+的方法。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，熒光強(qiáng)度(F0/F)與Cu2+濃度的呈線性關(guān)系，檢測(cè)范圍為0.333～6

5、6.6μM.，檢出限為115nM。該方法成功地應(yīng)用于實(shí)際水樣中銅離子的檢測(cè)，結(jié)果令人滿意。⑶通過(guò)種子生長(zhǎng)法合成表面帶正電的十六烷基三甲基溴化銨保護(hù)的金納米棒(CTAB-AuNRs)，然后通過(guò)層層靜電吸附法將水溶性聚陰離子電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)和聚陽(yáng)離子電解質(zhì)PEI包被到CTAB-AuNRs表面，對(duì)金納米棒進(jìn)行表面修飾形成PEI-PSS-AuNRs探針。PEI在AuNRs的表面，即是AuNRs的穩(wěn)定劑，又是Cu2+的螯合劑。經(jīng)過(guò)調(diào)