基于石墨烯量子點的熒光傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、石墨烯量子點(GQDs)是石墨烯家族中的最新成員，也是近三年來發(fā)展起來的一種準零維的納米熒光材料。和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點相比，GQDs具有生物相容性好，毒性低，光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)異的性能，在熒光傳感、細胞標記以及生物成像等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前基于GQDs的熒光傳感分析仍處于初級階段，在報道的文獻中存在熒光量子產(chǎn)率低，熒光傳感敏感度低，選擇性差等問題。因此，改進合成條件和傳感體系的設(shè)計，以及構(gòu)建高靈敏度和高選擇性的GQDs傳感器

2、是非常重要的。本研究合成了GQDs和氮摻雜的石墨烯量子點（N-GQDs）,基于內(nèi)濾光效應(yīng)，以及熒光共振能量轉(zhuǎn)移兩種熒光猝滅方式，分別構(gòu)建了基于 GQDs的檸檬黃熒光傳感體系和基于N-GQDs的抗壞血酸（AA）和谷胱甘肽（GSH）的熒光傳感體系，所獲結(jié)果對于GQDS在熒光傳感體系的應(yīng)用和三種目標物的分析提供了方法學(xué)的參考和依據(jù)。具體內(nèi)容如下：
　　1.基于GQDs熒光傳感法測定檸檬黃(tartrazine)
　　利用Humme

3、r法，通過濃硫酸和高錳酸鉀對石墨在高溫條件下的氧化剝離，合成GO；采用TOP-down的合成策略，以獲得的GO為碳源，濃氨水（濃NH3·H2O）為堿性介質(zhì)，在高溫高壓條件下（200℃反應(yīng)5 h），使GO去氧化并斷裂成尺寸較小的GQDs，利用紅外光譜（IR）和透射電鏡（TEM）等對獲得的GQDs進行了表征。該GQDs在440 nm具有較強的熒光，與檸檬黃的吸收光譜具有較大程度的重疊，基于二者之間的內(nèi)濾光效應(yīng)，建立了檸檬黃的熒光傳感分析新方

4、法。在最優(yōu)的實驗條件下，檸檬黃的加入量與體系熒光的猝滅在0.008μmol/L～4μmol/L呈線性關(guān)系，檢出限為0.0035μmol/L，相對于報道的方法，該方法具有更靈敏的檢測限和更高的選擇性。常見的金屬離子和色素不干擾體系的測定，該方法可成功用于飲料中檸檬黃的測定。
　　2.基于N-GQDs-MnO2熒光off-on法測定抗壞血酸(AA)
　　采用Down-TOP的合成策略以檸檬酸為碳源，氨水為氮源，水熱法200℃反應(yīng)

5、3 h，合成了N-GQDs，通過IR，X射線電子能譜（XPS），TEM等對合成的N-GQDs進行了表征；通過Na2SO3還原KMnO4合成了MnO2納米片，MnO2納米片在N-GQDs發(fā)射峰處具有較寬范圍的光吸收，并且和N-GQDs之間具有較強的π-π堆積作用，二者之間發(fā)生共振能量轉(zhuǎn)移，從而猝滅N-GQDs的熒光；AA具有較強的還原性，可以將 MnO2納米片還原為 Mn2+,從而使得體系的熒光恢復(fù)，基于此，建立了檢測AA的熒光傳感新方法

6、，AA的加入量在0.02μmol/L～8μmol/L范圍內(nèi)與體系熒光的恢復(fù)呈線性關(guān)系，檢測限5.6 nmol/L。相對于報道的方法，該方法不僅具有最高的檢測靈敏度，而且可以消除生物血樣中常見干擾物尿酸（UA）、多巴胺（DA）、谷胱甘肽（GSH）的干擾，該方法成功用于血樣中AA的檢測，加標回收率在96.5-102.7％之間。
　　3.基于N-GQDs-MnO2熒光off-on法測定谷胱甘肽(GSH)
　　在上一章合成的N-GQ

7、Ds的基礎(chǔ)上，以2-（N-嗎啡啉）乙磺酸為還原劑合成MnO2納米片，MnO2納米片通過π-π堆積，與N-GQDs發(fā)生共振能量轉(zhuǎn)移，N-GQDs熒光猝滅，還原型的GSH能夠?qū)nO2還原成Mn2+,從而使得體系的熒光恢復(fù)。基于此，建立了檢測 GSH的熒光傳感新方法，相對于 Na2SO3還原合成的MnO2納米片來說，該熒光能量轉(zhuǎn)移體系對 GSH具有更高的選擇性。在0.02～8μmol/L濃度范圍內(nèi)，GSH的加入量與體系的熒光恢復(fù)成線性關(guān)系，