聚多巴胺原位还原银纳米增强碳点荧光自组装纳米复合膜用于检测葛根素研究

摘要

以胱氨酸和柠檬酸为碳源,采用一步水热法合成了氮硫掺杂结构的蓝色荧光碳点(FCDs).FCDs在350 nm波长光源激发下,于455 nm出现最大的荧光发射峰.碳点水溶液在p H=6～11范围内都呈现稳定的荧光发射,具有61.7％ 的高荧光量子产率和10.75 ns的长荧光寿命.以此碳点为目标物,设计层层自组装膜的简易制备方案,探究银纳米复合基底对其荧光信号的增强效应,通过增强型荧光传感膜实现提高药物检测灵敏度的目的.实验过程中利用多巴胺碱性溶液的自聚合和还原效应,在玻璃基底上形成平整的聚多巴胺膜,同步进行硝酸银原位还原,可制得均匀分散的聚多巴胺复合银纳米膜基底.紫外光谱、荧光光谱、扫描电子显微镜和电子能谱检测结果表明,在多巴胺聚合膜形成过程中原位还原的银纳米,具有操作简便和稳定性能好优点,纳米颗粒不易被氧化.结合层层自组装多层膜技术(layer-by-layer self-assembled mutilayers,LBL SAMs),在纳米复合膜表面组装聚电解质分子层,精确调控银纳米与碳点的间隔距离,构建荧光性自组装膜FTO/PDA-AgN/PDDA/[PSS/PDDA]3/FCDs,探究银纳米对碳点的荧光增强效应.研究结果表明,当聚多巴胺复合银纳米基底与碳点之间达到一定间隔距离时,银纳米粒子可增强自组装膜上碳点的荧光信号,荧光强度增加近3倍,相应的荧光寿命由6.084 ns减小至2.983 ns.这种荧光增强效应呈现出来的距离依赖性、辐射衰减加快和与银纳米还原程度相关性,表明增强荧光的机理可能为银纳米和碳点之间的局域表面等离子共振效应.葛根素的加入使传感膜上碳点的荧光信号发生猝灭,猝灭的程度和葛根素的含量在3.33×10-7～1.50×10-5 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系,可建立荧光传感薄膜对葛根素的含量检测.线性回归方程为I0/I=2.843×104 cPue+1.068,相关系数r=0.99856,检出限QL=2.31×10-7 mol·L-1.相比于FTO/PDA/PDDA/[PSS/PDDA]3/FCDs,增强荧光型传感膜明显提高了对葛根素的响应灵敏度,检测限降低近一个数量级.