金属纳米团簇与碳点荧光探针制备、组合与应用

摘要

本论文以荧光金属纳米团簇和碳点为研究对象，利用生物矿化法、高温热解法等策略制备了多种金属纳米团簇、碳点及复合荧光纳米传感材料，考察其结构、稳定性、荧光传感性能，发展了几种光学探针用于有机小分子和重金属离子的含量检测方法，揭示探针与分析物的相互作用机理，实现多种痕量目标分析物的特异性敏感检测，并探讨其在实际环境中的应用。本论文主要研究内容如下：
　　（1）基于铜纳米团簇的曲酸生物传感器：以蛋白包覆的铜纳米团簇为荧光探针，以曲酸为检测对象，通过稳瞬态荧光光谱和紫外可见吸收光谱研究二者相互作用机制。研究结果表明，曲酸对铜纳米团簇的荧光猝灭机制为静态猝灭；铜纳米团簇中铜元素呈现多价态，曲酸与其中二价铜离子发生特异性反应生成曲酸铜沉淀，进而使铜纳米簇荧光猝灭。基于该作用机制，在最佳检测条件下，建立曲酸的荧光分析法。
　　（2）基于金纳米团簇的荧光和共振光散射双模式检测植酸：采用溶菌酶为模板制备的金纳米团簇作为荧光和共振光散射探针，以植酸为检测对象，重点研究溶菌酶包覆金纳米团簇与植酸相互作用后共振光散射光谱和荧光光谱变化，分析植酸对溶菌酶包覆金纳米团簇粒径分布和形貌的影响机制，剖析二者相互作用机理。结果表明，植酸可以诱导生成包含有多个单分散金纳米簇的聚集体结构，从而引起了荧光的猝灭和共振光散射信号的显著增强。
　　（3）碳点荧光“关-开”模式检测植酸：以柠檬酸和赖氨酸为原料制备荧光碳点，考察碳点、碳点/铁离子和碳点/铁离子/植酸体系的稳瞬态荧光光谱性质变化，构建基于碳点荧光“关—开”模式的植酸检测方法，并考察方法的稳定性、特异性、检测范围和检测限。综合Zeta电位、荧光衰减和共振光散射多种分析手段对荧光恢复机理进行分析。研究结果表明，植酸与碳点竞争结合铁离子，通过抑制碳点与铁离子之间的光诱导电子转移过程，实现荧光恢复。
　　（4）双发射比率型荧光传感体系：制备碳点掺杂的二氧化硅粒子与蛋白质稳定的金纳米团簇，通过化学交联两种荧光纳米材料，形成单一激发波长下可发射双荧光的复合纳米粒子，并将其发展为Hg2+浓度测定的比率型荧光探针；进一步，将双发射比率型荧光探针与分子印迹技术相结合，在双发射纳米粒子表面生长印迹层，构建分子印迹比率型荧光探针，并将其应用于环境污染物对硝基苯酚的选择性测定。

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前言

第一章 文献综述

1.1荧光分析法和荧光纳米材料概述

1.2荧光金属纳米团簇的研究现状

1.3碳点研究现状

1.4多荧光杂化纳米材料及其应用

1.5本课题主要研究内容

第二章 荧光铜纳米团簇制备及其用于曲酸检测研究

2.1引言

2.2实验材料与方法

2.3结果与讨论

2.4小结

第三章 基于金纳米团簇的荧光和共振光散射双模式检测植酸

3.1引言

3.2实验材料与方法

3.3结果与讨论

3.4小结

第四章 碳点荧光“关-开”模式检测植酸

4.1引言

4.2实验材料与方法

4.3结果与讨论

4.4小结

第五章 碳点-金纳米簇比率型荧光探针设计及汞离子检测应用

5.1引言

5.2实验材料与方法

5.3结果与讨论

5.4小结

第六章 分子印迹CdSe@SiO2/CDs比率型荧光探针设计及其对硝基苯酚检测应用

6.1引言

6.2实验材料与方法

6.3结果与讨论

6.4小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2主要创新点

7.3展望

参考文献

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