碳量子点/有机染料复合物比率荧光探针的制备与分析应用研究

摘要

荧光探针作为传感信号在生物成像、生物传感、药物诊断、金属阳离子、非金属阴离子和生物小分子的检测分析中得到广泛应用。虽然普通的荧光淬灭的“开-关”型和荧光增强的“关-开”型探针具有很多的优点，但其结果的精确性易受到外部环境、检测底物和光漂白、探针负载和留存等因素的影响。比率荧光技术的出现正好克服了荧光分析法的缺点。近年来，碳量子点(Carbon dots, CDs)以其优异的光学、电学、生物低毒性、生物相容性等特性使其在比率型荧光探针中表现出十分重要的应用价值。
　　本文研究了分别以海藻和柠檬酸钠为碳源，通过水热法制备了无毒、低成本、高荧光性能的CDs，并探究了其作为荧光比率探针对pH、Cu2+和槲皮素(Quercetin, QCT)高选择性和灵敏性检测。本文主要研究内容如下：
　　一、以海藻为碳源，通过水热法一步合成低毒性、低成本、高荧光强度、分散均匀的 CDs。设计了基于 CDs和异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate, FITC)比率荧光探针用于pH和Cu2+检测。研究表明修饰后的CDs可作为内参仍有恒定强信号输出。FITC是一种具有良好pH敏感性的荧光有机染料，于可见光区有较宽的荧光光谱，通过处理CDs/FITC复合物比率荧光探针中CDs和FITC的荧光强度的关系从而既可以实现对pH专一性检测，又能够达到对Cu2+双信号检测的目的。其中测定 pH的线性范围是4.6~7.7，检测 Cu2+的线性范围是1?12.5μM，最低检测限分别为7 nM和9 nM，信噪比是S/N=3。该CDs/FITC比率荧光探针简便、新颖且易操作，具备实际样品中pH的分析，并且基于CDs/FITC复合材料检测Cu2+在潜伏指纹和叶荧光成像中显示出可行且有希望的应用。
　　二、以柠檬酸钠为碳源，水热法合成氨基修饰的高荧光强度、分散均匀的CDs，设计了基于CDs和罗丹明6G(Rhodamine6G, R6G)双信号荧光探针用于QCT检测。R6G是一种具有较高的荧光量子产率的荧光有机染料，由于静电吸附作用可制备得到CDs/R6G比率荧光探针，实验证明QCT均能猝灭CDs和R6G的荧光信号，荧光探针的荧光颜色从紫红色逐步变成绿色，因此可以进行可视化 QCT检测，而制得的CDs/R6G双信号复合物荧光探针对QCT的选择性变得更加灵敏和专一。实验结果表明，对QCT检测的线性范围是9~120 nM，最低检测限为5 nM，信噪比是S/N=3。因此建立了一种能够快速、有效、低成本地定量检测QCT的新方法。更重要的是该CDs/R6G双信号荧光探针可以应用于滤纸成像，为其领域的发展开拓了路径。

目录

第一章 绪论

1.1 CDs概述及应用进展

1.1.1 量子点的基本概念

1.1.2 量子点的光学特性

1.1.3 CDs的合成方法

1.1.4 CDs的应用进展

1.2.1 引言

1.2.2 荧光的产生

1.2.3荧光探针的识别机理

1.2.4荧光分析法的优缺点

1.3 论文的选题背景及主要内容

第二章 一种新型CDs/FITC比率荧光探针的合成与应用研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 主要试剂与仪器

2.2.2 CDs与CDs/FITC复合物的合成

2.2.3 CDs-FITC荧光传感器的构建

2.2.4 样品溶液的制备

2.3.1 CDs的特性

2.3.2 FITC/CDs的光谱性质

2.3.3 pH检测

2.3.4 pH样品检测

2.3.5 Cu2+检测

2.3.6 实际样品中Cu2+的检测

2.4 本章小结

第三章 一种新型CDs/R6G双信号荧光探针的合成与应用研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2CDs与CDs/R6G复合物的合成

3.2.3 溶液配制与紫外荧光测试

3.2.4 样品检测

3.3.1 CDs的特性

3.3.2 CDs/R6G的光谱性质

3.3.3 槲皮素检测

3.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果

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