量子点在荧光共振能量转移技术中的应用研究

量子点作为新型的荧光探针应用于共振能量转移技术中,该文评述量子点在荧光共振能量转移技术中应用的研究进展,结合作者课题组的研究提出展望.     

以豆渣为原料制备荧光碳量子点并用于柠檬黄检测的研究

该文以大豆渣为原料制备荧光碳量子点,并将其用于食品添加剂柠檬黄的检测.制备荧光碳量子点的最佳生产工艺条件为:豆渣在200 ℃下碳化24 h,豆渣和水的固液比为1:2.根据淬灭反应效应实现豆渣碳量子点对食品添加剂柠檬黄的检测.检测结果显示:随着柠檬黄溶液浓度的增大,碳量子点溶液的荧光强度逐渐减弱,且呈良好的线性关系.实验结果证明所合成的荧光碳量子点可以应用于食品添加剂柠檬黄的检测,检测限为0.2 μmol,线性范围为0～16 μmol?L^-1.     

量子点传感器设计及在农产品化学污染物检测中的应用研究进展

量子点传感器是基于荧光共振能量转移（FRET）等机理,对量子点进行功能修饰,构建用于化学污染物检测的传感器.功能化的量子点与污染物的特异性结合后,因荧光发生显著变化而实现检测目的,其具有响应快、效率高、可靠性强等特点,有助解决农产品快速检测仪存在的误检率高、专一性不强等不足.本文综述量子点传感器的制备、设计及在农产品化学污染物检测中的应用研究.     

CdSe量子点修饰物DSPE-PAA对其荧光增强效应的研究

采用有机热溶剂法制备出荧光量子效率高、单分散性良好的油溶性CdSe半导体量子点,将其用水溶性低分子量两性聚合物DSPE-PAA[poly（acylicacid）-1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine,聚丙烯酸-1,2-二硬脂酰-sn-丙三醇-3-磷脂酰乙醇胺]进行修饰,得到水溶性和生物相容性良好的量子点。用透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱等方法对CdSe纳米微粒的结构、形貌和光学特性分别进行了表征。并探讨和研究了在修饰过程中发生的DSPE-PAA对量子点由于荧光共振能量转移（FRET）作用产生的量子点荧光增强的现象。     

SiC和CdTe量子点间荧光共振能量转移

采用水相法制备了巯基乙胺包裹的CdTe量子点,用湿化学刻蚀法制得了SiC量子点,并对CdTe和SiC量子点的光学特性进行了研究.结果表明:随着激发波长的增加,因量子限制效应,SiC量子点荧光的最大发射峰出现红移;CdTe量子点的发射谱和SiC量子点的吸收谱有较大的重叠,且带边发射有较大的能量分离;CdTe量子点和SiC量子点之间存在福斯特共振能量转移.同时,CdTe和SiC混合液蒸干后的荧光光谱显示,供体SiC的荧光减弱,而受体CdTe的荧光增强;相同大小的CdTe、SiC及CdTe和SiC混合物的液滴在空气中自然蒸发时,液滴的颜色在紫外灯照射下发生了变化,这是由于蒸发过程中,液滴体积减小,导致液滴中量子点间的距离减小,有利于CdTe量子点和SiC量子点间发生福斯特共振能量转移.     

一步合成以组氨酸为碳源的碳点

碳点作为碳纳米材料的新成员,具有良好的光学稳定性和生物低毒性,倍受人们关注.现有关制备碳点的方法层出不穷,但合成碳点的产率低且过程繁琐,消耗过大,浪费过多,不够方便快捷.研究以适当比例的组氨酸、五氧化二磷和超纯水混合,一步碳化法合成碳点的方法,其合成的碳点分散性良好,在不同的盐浓度、pH、温度下荧光信号都很稳定,荧光寿命较长,且在常温下便可进行,合成条件要求低,简便且经济,优于传统的制备方法.该碳点其优良的性能在纳米材料用于检测分析及生物成像方面具有潜在的意义.     

新型红色荧光发射碳点的一步合成与性质

使用邻苯二胺与酪氨酸,通过水热法合成了一种新型红色碳点。碳点的发射峰曲线遵循碳点的特性逐渐红移。相比于单独合成的碳点,共合成碳点在荧光发射强度与多元发射等方面有明显提升。该碳点具有较好的荧光转换效率,其荧光量子产率测定值为12.1%,而荧光稳定性测试表明该碳点有良好的荧光稳定性。溶解在不同溶剂中,碳点的荧光发射曲线略有变化。此碳点在紫外区域有强烈的吸收,在可见光区域吸收较弱。     

荧光碳点在环境监测中的应用研究

为了解新型荧光碳点表面经钝化修饰后,赋予其相关的反应活性及靶向选择性,及碳点的日益多样化应用,特别是环境分析上广阔的应用前景,详细地论述了荧光碳点应用于检测环境中的重金属离子、微生物、无机阴离子及有机污染物等,并展望了碳点在环境监测中的发展方向.     

基于FRET的双发射荧光探针的传感机理及分子设计

氢过硫化物(R-SSH)是调节哺乳动物生理过程中重要的反应活性硫物种.采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,研究了香豆素和氧杂蒽为给受体的R-SSH探针的电子结构及光物理性质,并对其响应机制进行了理论分析.计算结果表明,氧化后电子吸收光谱的明显蓝移源于分子内局域激发本质发生根本改变.由于电荷转移跃迁特征增强导致长波发射带消失,使荧光共振能量转移由开到关,实现了氢过硫化物的可逆比率荧光检测.设计的PX1和PX2满足荧光共振能量转移和比率荧光探针条件,可作为氢过硫化荧光探针使用.     

荧光碳量子点的合成与生物成像应用及生物安全性研究进展

荧光探针在生命科学领域被广泛应用于生物成像领域.随着纳米技术的迅速发展,一些新类型的纳米荧光探针应运而生.荧光碳量子点(carbon dots)以其良好的生物相容性、优异的的抗光漂白能力、长荧光寿命和宽荧光光谱区域,在生物成像方面有广泛的应用前景.重点关注近年来碳量子点在合成、生物成像以及生物安全性方面的进展,对开发成更安全和更灵敏的碳量子点探针进行了探讨.     

温敏型碳点的新法合成

用柠檬酸和聚乙二醇200为原料,通过微波法制成了碳点溶液,利用IR、XRD、UV、TEM、激光动态光散射和荧光分光光度计进行了表征.实验结果表明,该法制备的碳点近似球形,粒径约为5nm,分散均匀,无团聚现象,在363nm的最佳激发波长处,发射波长为418nm.随着所制得的碳点溶液温度的升高,发射峰位置不发生移动,而荧光强度呈十分显著的下降趋势,并且温度与荧光强度呈较好的线性关系,R2=0.9895.这种对温度敏感的碳点,有望用于温敏碳点荧光材料显示与测量表面温度的装置中.     

第二类边界条件下硬脂酸固液相变蓄能研究

通过引入有效导热系数来考虑自然对流对固液相变传热的影响,将相变蓄能模型简化为仅用能量方程描述,采用显热容法及正态分布液相率模型进行了求解.与硬脂酸固液相变实验的比较表明:自然对流对相变传热的影响不可忽略;修正后的有效导热系数经验公式能更准确地描述等热流边界条件下的固液相变过程;在等壁温边界条件下,相变速率随时间的推移而减小;在等热流边界条件下,相变速率随时间的推移而增大.     

多壁碳纳米管上原位生长CdTe量子点及与牛血清蛋白的偶联

以巯基乙酸为稳定剂在水溶液中使 Cd2+与NaTeH在多壁碳纳米管（MWCNTs）上原位生长CdTe量子点(QDs),并与生物分子牛血清蛋白（BSA）偶联.通过电镜、荧光、紫外、傅立叶红外等技术,对量子点-碳纳米管异质结（CdTe-MWCNTs）及异质结-牛血清蛋白复合物（CdTe-MWCNTs-BSA）进行表征.结果表明,活化的碳纳米管有微弱荧光,CdTe-MWCNTs异质结及CdTe-MWCNTs-BSA复合物均具有荧光性质,在碳纳米管壁上的CdTe量子点直径大约5 nm,它们具有不同的红外光谱特征.     

花椒碳点荧光探针的制备及对牛奶中溴代乙酰胆碱的检测

以食用花椒为原料,采用热解法制备了荧光碳量子点(CDs),加入β-环糊精修饰CDs.用荧光表征CDs的光学性质,透射电镜观察了CDs的外貌特征.结果表明:荧光激发和发射波长分别为315 nm、429 nm,荧光量子产率为0.60,碳点平均直径为4.2 nm,由于溴代乙酰胆碱(ACH)对碳量子点的荧光具有增敏作用,可以用于牛奶中ACH的分析检测.在pH值为7,25 ℃条件下,(ACH)的加入量与CDs荧光强度的增加成正比,其线性回归方程为ΔF=314.72c+134.54,线性0.08~1.6 μmol/L,相关系数 r=0.997 9,标准偏差为1.75,检出限(3σ/K)为1.62×10^-8 mol/L.将此方法用于牛奶和酸奶中ACH含量的测定,回收率为98%~102%.     

石墨相氮化碳量子点的制备与应用研究进展

近年来,世界范围内环境污染问题日益加重,能源危机也越来越凸显出来,石墨相氮化碳量子点（graphite phase carbon nitride quantum dots, g-CNQDs）作为一种非金属半导体光催化材料,因其优异的性能引起了广大研究者的关注。g-CNQDs除了用于光催化降解有机污染物和能量转换器件领域外,还凭借其良好的生物相容性、稳定的荧光发射、高量子产率和无毒性等优点在生物医学和荧光探针等领域表现出了巨大的潜能。总结了g-CNQDs的制备方法及其在光催化、能量转换、生物医学等方面的研究进展,介绍了g-CNQDs的最新研究动态,同时为其复合结构设计及性能增强提供新的研究思路。     

以葡萄糖为碳源的荧光碳点构建 Hg 2＋的检测方法

首次以葡萄糖为碳源制得一种新型碳点,其具有较高的荧光强度.在此碳点中加入Hg2+后,碳点荧光强度显著降低,同时对其他金属离子无响应.为使Hg2+对碳点荧光的猝灭作用效果最佳,对检测过程的各个条件进行优化,在优化的最佳条件下,Hg2+与碳点荧光强度的变化呈良好的线性关系:ΔF=919.04+130.41log CQ,线性回归相关系数R2=0.988 8,检出限为1.010-7 mol/L.基于新型碳点成功建立了一种快速、有效检测Hg2+的新方法.     

水中痕量重金属离子的碳量子点荧光传感器检测法研究新进展

碳量子点具有优良的荧光特性、制备简单、成本低廉、毒性低、性能稳定和生物相容性好等优点,在荧光传感器方面展现出良好的应用前景,在金属离子检测和生化分析等领域引起了广泛关注。本文综述了碳量子点的制备方法及近5年碳量子点荧光传感器在检测水中痕量重金属离子方面的最新进展,并对碳量子点荧光传感器目前面临的挑战和今后的发展趋势进行了展望,以期为该领域的深入研究提供参考和借鉴。     

石墨烯量子点对对苯二酚的检测

以柠檬酸为碳源,采用一步熔融法制备了石墨烯量子点,通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对其光学性能进行表征,同时考察了石墨烯量子点耐光漂白能力和抗盐性. 该石墨烯量子点可应用于对苯二酚的检测,其荧光强度与对苯二酚浓度成良好的线性关系(R²=0.979),方法的检测限为3.1 nmol·L^-1, 线性范围为1.0×10^-7~5.0×10^-6 mol·L^-1.