基于MoS2量子点荧光探针的设计及生物传感研究

摘要

二硫化钼作为一种类石墨烯结构材料，被应用于电池、催化剂和晶体管等领域。但是对其光学特性，尤其是利用光致发光特性应用于分析化学方面的相关文献报道较少。具有荧光特性的二硫化钼量子点(MoS2QD)在细胞成像和化学传感应用上有卓越的表现。为了进一步改进荧光性能扩大MoS2QDs的应用范围，表面功能化通常是一种很高效的方式。在本研究中提出了一个简单的水热法，合成了具有荧光性能的MoS2量子点。制备的MoS2量子点用透射电子显微镜，X射线光电子能谱，傅立叶变换红外能谱，荧光光谱和紫外可见光谱等进行表征。然后将不同MoS2量子点用作荧光探针，构建用于检测重金属离子，有机磷农药以及抗生素的传感器。该传感器选择性高，灵敏度强，检测限低，并将其用在实际样品的检测中，具有潜在应用的价值。
　　1.采用水热法，以钼酸钠为钼源，L-半胱氨酸作为硫源及稳定剂合成荧光二硫化钼量子点(MoS2QDs)，利用紫外-可见光谱、荧光光谱和红外光谱对量子点的结构和性能进行了表征。该二硫化钼量子点为呈现较强的蓝色荧光性能，并具有较好的分散性。然后将MoS2量子点用作荧光探针，构建用于检测Hg2+的光致发光(PL)猝灭传感器。该方法对Hg2+测定的线性范围是0.5-200μmol/L，检测限为23μmol/L，相关系数为0.998。二硫化钼量子点探针与Hg2+作用后产生荧光猝灭现象，由此建立了一种测定Hg2+的荧光分析新方法。该方法具有操作简单、灵敏度高和选择性好等特点，可用于自来水样中痕量Hg2+的测定。
　　2.采用自下而上的策略，以四硫代钼酸铵((NH4)2MoS4)为前驱体，乙二醇为还原剂，通过简单的一步水热法合成水溶性二硫化钼量子点（MoS2量子点）。合成的MoS2量子点具有较小的尺寸分布，平均直径约为5nm左右。基于MoS2量子点设计了一种的荧光共振能量转移(FRET)的新型有机磷农药纳米传感器。检测机制是基于金纳米粒子(AuNPs)猝灭MoS2量子点的荧光，有机磷农药(OPs)抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性，使得催化硫代乙酰胆碱(ATC)水解成胆碱的过程受到阻碍，体系的荧光强度发生变化，从而实现对有机磷的检测。在最优检测条件下，有机磷农药浓度与抑制效率成正比。有机磷农药-甲基对氧磷测定的线性范围是1-100μmol/L，检测限为0.81μmol/L。同时该生物传感器具有良好的灵敏度和稳定性，有望应用于实际样品中OPs的检测，具有广泛的应用检测能力。
　　3.以四硫代钼酸铵((NH4)2MoS4)为前驱体，乙二胺为还原剂，采用水热法制备二硫化钼量子点(MoS2QDs)，合成了具有蓝色荧光的二硫化钼量子点，并将其用于抗生素的检测。利用抗生素对二硫化钼量子点的荧光的猝灭作用，制定一个快速，简单和可靠的荧光探针检测方法。在最优的条件下，二硫化钼量子点荧光强度与抗生素浓度之间呈现良好的线性关系，测定的线性范围在1-60μg/mL，检测限为0.226μg/mL，相关系数为0.996。该方法有待用于食品、药品中抗生素的测定。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 量子点简介

1．2 二硫化钼概述

1．3 二硫化钼量子点

1．3．1 MoS2量子点简介

1．3．2 MoS2量子点制备

1．4 二硫化钼量子点的应用

1．4．1 荧光生物传感

1．4．2 生物成像和光治疗

1．4．3 光电催化

1．5 二硫化钼量子点研究现状

1．6 论文选题意义及主要研究内容

1．6．1 论文选题意义

1．6．2 论文主要研究内容

第二章 基于L-半胱氨酸功能化MoS2荧光量子点检测Hg2+的研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 MoS2量子点的合成

2．3．1 MoS2量子点的表征

2．3．2 基于荧光猝灭检测Hg2+

2．3．3 检测条件优化

2．3．4 检测Hg2+工作曲线

2．3．5 选择性考察

2．3．6 实际样品分析应用

2．4 结论

第三章 基于MoS2荧光量子点荧光共振能量转移检测有机磷农药

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 MoS2量子点的合成

3．2．3 金纳米粒子的合成

3．2．4 有机磷农药荧光检测

3．3 结果与讨论

3．3．1 优化MoS2量子点合成条件

3．3．2 MoS2量子点的表征

3．3．3 荧光MoS2量子点检测有机磷

3．3．4 荧光MoS2量子点检测有机磷原理

3．3．5 检测条件的优化

3．3．6 检测有机磷农药工作曲线

3．3．7 选择性考察

3．3．8 测试方法比较

3．4 结论

第四章 乙二胺还原法合成MoS2量子点并用于抗生素的检测

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂和仪器

4．2．2 MoS2量子点的合成

4．2．3 荧光检测抗生素

4．3 结果与讨论

4．3．1 优化MoS2量子点合成条件

4．3．2 荧光MoS2量子点的表征

4．3．3 荧光MoS2量子点检测抗生素

4．3．4 抗生素检测条件优化

4．3．5 检测抗生素工作曲线

4．3．6 选择性考察

4．4 结论

第五章 结论

参考文献

硕士期间论文发表情况

致谢

作者简介