光谱法研究核壳量子点CdTe/CdS与牛血清白蛋白的相互作用

应用荧光光谱、圆二色光谱和紫外吸收光谱等技术研究核壳量子点CdTe/CdS与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的结果表明,CdTe/CdS对BSA的荧光猝灭机理为静态猝灭。根据不同温度下量子点对BSA的荧光猝灭作用计算了结合常数、热力学参数,证明了量子点与BSA相互作用力主要是范德华力或氢键作用力。探讨了量子点对BSA构象的影响。     

CdTe量子点与蛋白质相互作用的荧光猝灭效应

本文在水热法合成水溶性CdTe及核壳结构CdTe/CdS量子点的基础上,分别研究了细胞色素c对CdTe量子点及CdTe/CdS核壳量子点荧光的猝灭效应和CdTe量子点对牛血清白蛋白荧光的猝灭效应,并阐述了猝灭机理。结果显示,细胞色素c对CdTe量子点的荧光猝灭效应具有一定的粒径依赖性,粒径越小,猝灭效应越强;细胞色素c对CdTe/CdS核壳量子点的猝灭效应比对CdTe量子点的更强,揭示了受激电子的表面传递机理。CdTe量子点通过松散牛血清白蛋白的螺旋结构而猝灭其荧光。     

配体对CdTe量子点与BSA的选择性相互作用的影响

以巯基乙酸(TGA)、巯基丙酸(MPA)、巯基甘油(TG)、L-半胱氨酸(L-cys)和谷胱甘肽(GSH)等5种巯基分子为稳定剂, 水相合成了5种CdTe量子点. 以牛血清白蛋白(BSA)作为靶分子, 通过吸收光谱、荧光光谱和时间分辨荧光动力学等手段研究了各种配体分子稳定的CdTe量子点与BSA的直接相互作用. 结果表明, 5种量子点均能有效猝灭BSA的荧光, 其猝灭程度按配体次序为GSH>L-cys>TGA>TG>MPA; 而BSA对不同配体稳定的CdTe量子点的荧光光谱的影响则具有明显的选择性. BSA对TGA-CdTe和MPA-CdTe量子点的荧光先敏化增强而后猝灭下降; L-cys分子由于同时具有氨基和羧基而与BSA的相互作用较强, 因此BSA能显著猝灭L-cys-CdTe量子点的荧光; 而BSA对TG-CdTe量子点的荧光猝灭程度较小; GSH分子的空间效应使GSH-CdTe量子点的荧光被BSA猝灭的程度最小. 吸收光谱和时间分辨荧光动力学研究表明, 5种量子点与BSA之间的相互作用均为静态过程. 探讨了量子点的配体分子结构与蛋白质的相互作用机理.     

基于水溶性CdTe量子点-绿原酸-血管紧张素Ⅰ 相互作用的荧光可逆调控

在水相中合成了巯基丙酸(MPA)包覆的CdTe量子点(QDs), 采用透射电子显微镜和原子力显微镜对其进行表征. 利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱研究了CdTe QDs与绿原酸(CHA)的相互作用. 结果表明, CHA可显著猝灭CdTe QDs的荧光, 在一定的浓度范围内, 荧光猝灭值与CHA的浓度呈现一定的线性关系. 推断其主要猝灭机理为动态猝灭, 并实现了荧光光谱法测定CHA. 向CdTe QDs-CHA体系中加入血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)后, CdTe QDs荧光在一定浓度范围内逐渐恢复, 从而实现了CdTe QDs的荧光可逆调控. CdTe QDs荧光的猝灭与恢复过程对于荧光传感的设计以及荧光可逆调控机理的研究具有指导意义.     

Reversible Control of Fluorescence Based on the Interaction Among CdTe QDs, CHA and Ang I

在水相中合成了巯基丙酸( MPA)包覆的CdTe量子点(QDs),采用透射电子显微镜和原子力显微镜对其进行表征.利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱研究了CdTe QDs与绿原酸(CHA)的相互作用.结果表明,CHA可显著猝灭CdTe QDs的荧光,在一定的浓度范围内,荧光猝灭值与CHA的浓度呈现一定的线性关系.推断其主要猝灭机理为动态猝灭,并实现了荧光光谱法测定CHA.向CdTe QDs-CHA体系中加入血管紧张素Ⅰ (Ang Ⅰ)后,CdTe QDs荧光在一定浓度范围内逐渐恢复,从而实现了CdTe QDs的荧光可逆调控.CdTe QDs荧光的猝灭与恢复过程对于荧光传感的设计以及荧光可逆调控机理的研究具有指导意义.     

CdTe纳米荧光探针的合成及其与DNA的相互作用

以巯基丙酸(RSH)为稳定剂,采用水相法合成了功能性CdTe纳米晶,并通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其粒度和形貌进行表征。建立了一种以水溶性CdTe量子点作为荧光探针测定DNA的方法,当DNA浓度为0.2~40μmol.dm-3时,荧光强度与DNA浓度呈良好的线性关系,检测限为80nmol.dm-3,11次重复测定含有5.6μmol.dm-3的小牛胸ctDNA得到的相对标准偏差为3.4%。考察了CdTe量子点浓度、pH值、温度及作用时间等因素对DNA荧光强度的影响。研究发现CdTe纳米粒子与DNA之间存在强烈的相互作用,量子点的荧光猝灭与DNA浓度呈线性关系;作用机理研究表明,CdTe纳米粒子与DNA之间存在静电相互作用,且DNA对CdTe纳米粒子的猝灭为动态猝灭过程。     

水溶性CdTe量子点的合成及其用于荧光猝灭法测定肌红蛋白

以3-巯基丙酸为稳定剂,合成了具有特殊光学性质的水溶性CdTe量子点,其最大发射波长位于544 nm.利用荧光光谱、紫外可见光谱及圆二色光谱法系统的研究了CdTe量子点与肌红蛋白(Mb)二者结合前后体系光谱的变化,从而证实了CdTe量子点与Mb之间静电结合反应的特征.在pH 7.0的PBS缓冲液中,用CdTe量子点作为荧光探针研究了肌红蛋白与量子点的相互作用,并基于肌红蛋白对CdTe量子点有显著的荧光猝灭作用,建立了肌红蛋白的快速检测方法.在最佳实验条件下,该体系荧光强度的猝灭程度(△F)与肌红蛋白质量浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.3～24 μg/mL,检出限为0.13 μg/mL.该方法已对合成样品中肌红蛋白进行检测,并用于人体尿样中肌红蛋白的测定.     

磁性纳米氧化铁与CdTe量子点相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱及紫外-可见吸收光谱研究了不同条件下磁性纳米氧化铁(MION)与CdTe量子点的相互作用, 发现MION对CdTe量子点荧光有猝灭作用. 由Stern-Volmer方程分析得到MION与CdTe量子点结合反应的荧光猝灭速率常数K_q值为7.68×10¹⁵ mol•L^－1•s^－1, 结合紫外-可见吸收光谱进一步证实此过程为静态猝灭过程. 并由Lineweaver-Burk方程得到MION与CdTe量子点结合的热力学焓变(?H^?)值为21.6 kJ•mol^－1、熵变(?S^?)值为210.3 J• mol^－1•K^－1和自由能变(?G^?)值为－41.1 kJ•mol^－1 (298 K). 对其相互作用机理进行探讨, 结果表明MION对CdTe量子点作用为自发过程, 主要存在静电作用.     

CdTe/CdS半导体量子点作为农药百草枯的高灵敏传感器

用硫普罗宁(Tiopronin, TP)作为稳定剂合成了水溶性的高荧光CdTe/CdS量子点. 研究了该量子点与10种农药的相互作用. 实验发现, 当农药浓度为4.76×10^-6 mol/L时, 农药百草枯(Paraquat)能显著猝灭CdTe/CdS量子点的荧光, 使其荧光强度下降87.3%, 而分别加入乙酰甲胺磷及辛硫磷等其它9种农药, 仅能使CdTe/CdS量子点的荧光强度下降0.1%～5.1%, 显示了该CdTe/CdS量子点对百草枯的特异性传感作用. 采用吸收光谱和时间分辨荧光动力学研究了百草枯对CdTe/CdS量子点的荧光猝灭机理. 计算得出荧光强度猝灭的Stern-Volmer常数K为2.03×10⁶, 而寿命猝灭的Stern-Volmer常数K为4.25×10⁵. 结果表明, 百草枯对CdTe/CdS量子点的荧光猝灭主要为静态过程, 而动态过程的贡献较小. 利用二者的猝灭作用建立了对农药百草枯的高灵敏检测新方法, 校正曲线的线性范围为9.90×10^-9～1.50×10^-6 mol/L, 检出限为6.35×10^-9 mol/L, R=0.999. 用该方法对3种食品和3种水样中残留农药进行了检测, 加标回收率均在82.2%～98.5%之间, 其相对标准偏差为2.62%~8.35%.     

CdTe/CdS量子点荧光探针测定司帕沙星含量

在水溶液中合成了巯基乙酸修饰的CdTe/CdS量子点(QDs), 基于喹诺酮类抗生素司帕沙星与CdTe/CdS量子点的荧光猝灭作用, 建立了用CdTe/CdS量子点作为荧光探针检测微量司帕沙星的新方法. 用荧光光谱、紫外光谱研究了CdTe/CdS QDs与司帕沙星的相互作用. 研究表明: 该荧光猝灭的机理属于静态猝灭, 反应的作用机理可能是司帕沙星促使QDs表面键合的有机分子发生变化, 在Cd的电子空穴上形成了碲氧复合物, 致使荧光猝灭. 实验发现, pH为6.50的磷酸缓冲溶液中, 量子点的浓度为3.75×10^－4 mol/L时, 司帕沙星的浓度在0.1～50 μg/mL范围与CdTe/CdS量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系, 相关系数0.9992, 检出限0.01399 μg/mL. 该方法简便、快捷、灵敏、线性范围宽, 应用于司帕沙星片剂司帕沙星含量的测定, 分析结果与标示量一致; 用于牛奶中司帕沙星残留量的检测, 回收率在93.1%～102.4%, 结果满意.     

新型银离子纳米荧光探针研究

以巯基乙酸为稳定剂,采用一步法在水溶液中直接合成了水溶性CdTe量子点.以该量子点为荧光探针,基于荧光猝灭法对Ag 离子检测进行了研究.Ag 离子对水溶性CdTe量子点的荧光猝灭模型符合Stern-Volmer方程,其检出限为3×10-8 mol/L.水溶性CdTe量子点对Ag 离子具有高度选择性,可以作为一种新型的Ag 离子选择性荧光探针.     

有机相CdTe量子点/铕/聚甲基丙烯酸甲酯复合体系的发光性质

以十二烷基硫醇为稳定剂,在有机相中合成了平均粒径为4.5 nm的有机相CdTe量子点。 以三异丙氧基铕,有机相CdTe量子点为原料,用本体聚合反应得到的聚甲基丙烯酸甲酯作聚合物介质,将量子点与聚合物溶液或稀土铕离子、量子点与聚合物溶液分别通过范德华力或离子配位作用直接复合,分别得到CdTe/聚甲基丙烯酸甲酯和CdTe/铕/聚甲基丙烯酸甲酯。 采用红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对其结构进行表征。 结果表明,复合得到的CdTe量子点/聚甲基丙烯酸甲酯的溶液或薄膜在紫外到可见光区激发下均能发出很亮的红光,当稀土铕离子同时与量子点直接复合到聚合物中时,聚合物的溶液和薄膜仍可以发出量子点的发光,但其荧光相对强度下降,说明稀土铕离子与CdTe量子点的发光均由于它们之间的相互作用而猝灭。     

表面富S2-的CdS量子点的合成及其与甲硝唑的作用

在冰水浴条件下,用柠檬酸三钠和六偏磷酸钠为稳定剂,通过控制较低浓度的氯化镉溶液和硫化钠溶液缓慢反应,合成了荧光稳定性好、表面富硫的水溶性CdS量子点。利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和共振光散射光谱研究了CdS量子点与甲硝唑相互作用的光谱行为,发现甲硝唑与CdS富硫表面的过量S2-的结合引起量子点的荧光猝灭效应,甲硝唑对CdS荧光量子点的荧光猝灭为静态猝灭,它们主要以静电引力结合。     

迷迭香酸的CdTe量子点荧光探针同步荧光法测定

基于迷迭香酸对CdTe量子点荧光的猝灭效应,建立了一种高灵敏度的测定微量迷迭香酸的同步荧光法.在pH 5.7的缓冲溶液中,当固定波长差为210 nm时,CdTe量子点的同步荧光最大发射波长位于320 nm.在最佳实验条件下,迷迭香酸质量浓度在0.36 ～11.52 mg·L-1(1.00×10-6 ～3.20×10-5 mol/L)范围与CdTe量子点的同步荧光强度存在良好的线性关系.其线性回归方程为I0F/IF=0.931 7+0.128 9 ρ(mg·L-1),相关系数r=0.998 2,检出限为0.16 mg·L-1.10次重复测定2.16 mg·L-1 的迷迭香酸,相对标准偏差为2.8%.同时对其同步荧光猝灭机理进行了探讨.     

CdTe量子点荧光探针测定氯霉素含量的研究

在水溶液体系中制备出了具有高质量荧光性能,巯基乙酸(TGA)修饰的CdTe量子点(QDs),基于量子点与氯霉素混合后发生荧光猝灭作用,建立CdTe量子点作为荧光探针测定氯霉素的新方法。在Tris-HCl缓冲液(pH 7.00,0.10 mol·L-1)中,反应时间为10min时,氯霉素浓度在10～70μg·mL-1范围内与CdTe量子点的荧光猝灭程度呈良好的线性关系,相关系数为0.9981,检出限为0.799μg.mL-1。方法简便快速,灵敏度高,可用于实际样品中氯霉素的检测。     

CdTe/CdS量子点-蛋白质与头孢曲松钠的相互作用

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用水热法合成了具有优异光学性质的CdTe/CdS核壳型量子点,量子产率为13.8%。量子点与牛血清白蛋白(BSA)偶联后荧光强度明显增大。通过测定荧光强度确定了偶联的最佳反应条件:pH7.4,反应温度37℃,反应时间40min。研究了溶液pH值和NaCl浓度对量子点及量子点-BSA溶液荧光强度的影响。对牛血清白蛋白测定的线性范围为1.1~19.5mg/L;检出限为0.47mg/L。头孢曲松钠对量子点-BSA的荧光有明显猝灭作用,荧光猝灭程度与其浓度有良好的线性关系。实验结果表明为静态猝灭,头孢曲松钠与BSA按1∶1结合,结合常数为6.31×103L/mol。用圆二色光谱技术探讨了其对BSA构象的影响。     

水溶性功能化Ag2S量子点的合成及其对超痕量Hg2+的双模式分析应用

以巯基丙酸为稳定剂,在乙二醇存在下合成了水溶性功能化Ag2S量子点。研究了该量子点的特性及其与常见金属离子的相互作用,发现仅Hg2+能够猝灭该量子点体系的荧光并使溶液变色,基于该现象建立了裸眼-荧光双模式选择性识别水体中痕量Hg2+的新方法。实验数据显示,在裸眼模式下,常见金属离子中只有Hg2+使Ag2S量子点的颜色由黄色变为无色;在荧光模式下,常见金属离子中只有Hg2+对量子点荧光猝灭最大,并且随着Hg2+浓度的增大Ag2S量子点的荧光猝灭越来越显著。研究表明,Hg2+与Ag2S量子点的作用机制可能为电荷转移致使量子点聚集而发生荧光猝灭。在优化条件下,8.0×10-9～5.6×10-8 mol/L浓度的Hg2+与Ag2S量子点荧光的猝灭呈良好的线性关系(R=0.9903),检出限(S/N=3)为4.2×10-9 mol/L,裸眼可识别9.0×10-5 mol/L的Hg2+。该方法成功地应用于水样中超痕量Hg2+的检测。     

基于CdSe-CdTe量子点能量转移荧光猝灭法测定前列腺抗原

研究了CdSe-CdTe量子点间发生的荧光共振能量转移,并用于荧光猝灭法测定超痕量前列腺抗原(PSA)。在pH 8.0的Tris-HCl缓冲溶液中,CdSe-CdTe间发生有效能量转移,使CdTe荧光大大增强。PSA抗原与CdTe标记的PSA抗体发生特异性反应,使能量转移体系的CdTe上的荧光强度降低,即发生猝灭。建立了CdSe-CdTe能量转移荧光猝灭法测定PSA抗原的方法。在优化的实验条件下,PSA抗原的线性范围为0.28～10μg/L,相关系数r=0.9992,检出限达1.5×10-2μg/L(n=11)。     

高灵敏CdTe量子点探针的构建及与金属离子的作用

采用变性的牛血清白蛋白(dBSA)对水相合成的CdTe量子点进行修饰, 构建了高灵敏金属离子探针, 研究了其对重金属离子的检测性能并对机理进行了探讨. 通过优化反应条件, 合成了具有高量子产率的以巯基乙酸为稳定剂的水溶性CdTe量子点, 并采用变性的牛血清白蛋白分别对不同粒径的CdTe量子点进行修饰, 确定变性的牛血清白蛋白与不同粒径量子点之间的最佳比例. 在纯化变性的牛血清白蛋白修饰的量子点(dBSA-QDs)的基础上, 研究了该量子点与不同金属离子的作用. 结果表明, 量子点经修饰后, 其量子产率、 抗光漂白性及稳定性得到显著提高; 而且dBSA-QDs的荧光可被重金属离子有效猝灭, 与巯基乙酸稳定的量子点(TGA-QDs)相比, 检测灵敏度显著提高.     

CdTe量子点荧光猝灭法测定培氟沙星

在水相中合成了巯基乙酸包被的CdTe量子点(CdTe ODs),培氟沙星(PEF)对该量子点的荧光具有显著的猝灭,基于该猝灭作用,实现了用CdTe ODs作为荧光探针对痕量PEF的定量检测.实验发现,在pH为9.5的B-R缓冲溶液中,当CdTeODs的浓度为2.0×10-4 mol/L时,PEF的浓度在6.40×10-5～1.28×10-3mg/mL范围与CdTe ODs的荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数r为0.9917,检出限(S/N=3)为1.30×10-5 mg/mL.用该方法对犬猫倍福康和注射用PEF的含量进行了测定,回收率为94.6％～106％.