收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

比率荧光传感器的设计及其对环境污染物小分子的可视化检测

闫叶寒  
【摘要】:荧光传感器因其设计简单,合成方便,成本低,能够快速地、选择灵敏性检测目标测分析物,而被广泛地应用在生命科学,材料科学,环境检测,生化传感,生物成像,免疫分析,医学诊断等众多研究领域。在荧光传感模式中,比率型荧光传感器利用两个或多个发射峰强度的比值变化带来输出颜色的改变,可以实现对目标分析物的可视化检测。与单一发射的荧光传感器相比,比率传感器通过建立内标,极大削弱了探针浓度、温度、溶剂极性、激发强度、环境的pH值等众多难以控制因素的干扰,使得结果更加精准,响应范围更宽。所以,许多荧光比率传感器被开发应用于各种分析物的检测,包括阳离子、阴离子、生物小分子等。本论文基于比率荧光传感的方法,以环境小分子污染物中的二氧化氮(N02),硫化氢分子(H2S)和重金属汞离子(Hg2+)为敏感检测目标,开展了以下研究工作:1.我们设计合成了一种新颖的检测N02分子的纳米复合物比率荧光探针。该比率探针由蓝色荧光的碳纳米点(CDs)和红色荧光的量子点(QDs)通过共价键构筑而成,具有两个发射中心分别位于460 nm和665 nm处,其中蓝色荧光的CDs对目标分析物NO2不敏感,与之相反,红色荧光的量子点能选择性地被NO2猝灭,从而导致探针荧光颜色从红色到蓝色明显变化,进而实现了对NO2敏感的、可视化检测。该方法对溶液中二氧化氮的检测限为19 nM,而且,我们还设计了对NO2气体响应的便携式指示瓶,成功用于检测气态的NO2,检测NO2气体的最低值为1 ppm,展示了其在N02气体传感的潜在应用价值,为N02气体快速实时现场检测提供了可能。2.我们利用二氧化硅纳米颗粒包裹的红色量子点作为内标信号输出单元,这样红色荧光的量子点不易受外界物质干扰影响,在二氧化硅表面共价结合有机分子叠氮香豆素Cy-N3,它能特异性识别H2S,被还原生成氨基香豆素Cy-NH2,打开了香豆素的蓝色荧光,作为响应信号输出单元,进而构筑了一种新型的可视化检测H2S分子的比率荧光探针。在硫化氢存在的条件下,探针溶液由品红色到蓝色显著变化,在紫外灯下,肉眼清晰可辨,而加入其他的相关物质,探针颜色没有此现象,说明该比率探针对硫化氢具有很好的选择性。该比率荧光分析方法对水溶液中硫化氢的检测浓度最低可达7.0 nM。我们还进一步将探针溶液滴加到玻璃板上,设计了检测H2S气体指示板,检测H2S气体的检测限为0.5 ppm。这样一种简单的、有效的、可视化检测硫化氢的方法非常满足环境监测和保护的需求,具有潜在的应用价值。3.我们也设计了另一个检测H2S的比率探针。基于蓝色荧光的GSH-Ag NCs能用于选择性识别硫化氢,通过Ag-S共价作用将Ag NCs固定在疏基修饰的二氧化硅包埋的量子点纳米颗粒表面,共同构筑组成一种新颖的功能化的纳米复合探针,探针发射明显的紫罗兰复合光。其中蓝色荧光的银团簇特别容易被硫化氢猝灭,而红色荧光的量子点因包裹在二氧化硅惰性颗粒中对硫化氢没有响应,所以硫化氢可以诱导探针荧光颜色从紫罗兰到红色演变。这样的纳米探针材料也进一步展示了对气体硫化氢的选择性敏感性检测。4.另外,我们也制备了一种选择性灵敏检测重金属汞离子的双发射荧光纳米探针。该探针利用碳纳米点和金团簇之间内在的相互作用组装而成。设计灵感源自这样的事实:汞离子与金离子之间存在特殊的高亲和嗜金属作用,因而能将纳米复合物中金团簇的红色荧光猝灭,金团簇作为响应信号;而蓝色荧光的碳纳米点对汞离子没有反应,碳纳米点作为内标信号,随着汞离子量的增加,探针两个部分对汞离子不同的响应信号,致使探针荧光由粉红色到蓝色明显变化。该比率荧光传感器具有很高的选择性,灵敏性,稳定性及水溶性等优点。对水溶液中汞离子的检测限低至28 nM,并且对湖水、矿泉水和自来水等实样检测,呈现很好的应用效果。除此之外,我们将探针滴加到统一标准的醋酸纤维滤纸上,进一步设计了检测汞离子的传感试纸,在紫外灯照射下滴加探针溶液的试纸呈粉红色,随着汞离子的引入传感器试纸由粉色到蓝色变化,实现对汞离子的可视化检测,具有一定的实际应用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐海云,沈珍,于艳红,游效曾;硼-二吡咯亚甲基染料类分子荧光传感器[J];无机化学学报;2005年05期
2 高莉宁;吕凤婷;胡静;房喻;;薄膜荧光传感器研究进展[J];物理化学学报;2007年02期
3 吴忠玉;方浩;徐文方;;基于有机硼酸的葡萄糖荧光传感器的研究进展[J];有机化学;2007年07期
4 马文辉;彭孝军;徐群;宋波;;香豆素类荧光传感器[J];化学进展;2007年09期
5 王建涛;杨君;杨青;谢波;;单糖荧光传感器的研究进展[J];化工进展;2009年04期
6 苏冬冬;牛浩涛;王莹;何家骐;程津培;;基于咪唑的荧光传感器对磷酸二氢根离子的高选择性识别[J];高等学校化学学报;2010年04期
7 刘希玲;郑明花;金京一;;铜离子荧光传感器的研究进展[J];广州化工;2010年04期
8 王作辉;王淑敏;;分子内电荷转移荧光传感器的研究进展[J];广东化工;2011年03期
9 程鹏飞;焦书燕;谢恩;刘杰;寇莉;徐括喜;;基于联萘酚的水溶性手性大环荧光传感器的合成与晶体结构[J];化学研究;2012年06期
10 王敏娟;;非标记型溶菌酶荧光传感器的研究[J];应用化工;2013年06期
11 马瑾;杨勇;王珊;李文慧;;基于硫桥杯[4]芳烃识别金属离子的荧光传感器的研究进展[J];四川环境;2013年06期
12 罗金平;田青;岳伟伟;何保山;蔡新霞;;快速检测细菌总数的便携式生物荧光传感器[J];分析化学;2009年02期
13 马云龙;生瑜;;水溶性共轭聚合物在荧光传感器上的应用进展[J];广州化工;2012年07期
14 张昊;崔华;;氧化石墨烯荧光传感器[J];化学进展;2012年08期
15 王欢;高奕红;张萍;;荧光传感器及其分子识别作用的研究进展[J];应用化工;2014年04期
16 苗自婷;付艳艳;徐哲;李光;江建明;;共轭聚合物荧光传感器的研究进展[J];化学通报;2009年04期
17 王惠芸;高云玲;姚克俭;;分子印迹荧光传感器研究进展[J];化学通报;2010年05期
18 罗娅君;舒远杰;胡晓黎;;荧光传感器支撑骨架炔蒽的合成及其光谱性质[J];含能材料;2010年03期
19 段中余;王孔;贾霏;刘宾元;;镉离子荧光传感器的研究进展[J];化工新型材料;2013年08期
20 王刚;赵珂如;房喻;;聚集诱导激基缔合物荧光传感器(英文)[J];化学通报;2014年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王欢欢;江华;;银离子荧光传感器的设计和研究[A];中国化学会第27届学术年会第12分会场摘要集[C];2010年
2 于跃;罗霂;高凡;马玉国;;基于光诱导电子转移过程的荧光传感器[A];中国化学会第26届学术年会超分子组装与软物质材料分会场论文集[C];2008年
3 王学业;夏勇;;杯[4]芳烃衍生物荧光传感器机理的理论研究[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
4 冯婷婷;李晓花;马会民;;一种检测前列腺特异性抗原的荧光传感器[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
5 徐君;唐瑜;;镧系全发光荧光薄膜的组装及其在气体荧光传感器中的应用[A];第六届全国物理无机化学会议论文摘要集[C];2012年
6 丁伟华;曹炜;郑向军;方德彩;金林培;;铝离子双峰发射荧光传感器及其理论计算[A];第十三届全国光化学学术讨论会论文集[C];2013年
7 牛庆媛;王瑞珍;吴文辉;;高灵敏和选择性的荧光传感器及其对硝基芳烃爆炸物蒸气的超痕量检测[A];第二届全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集[C];2013年
8 张亚珊;卢宇靖;林振宇;邱彬;陈国南;;基于荧光传感器的转基因食品中转基因成分研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
9 邱波;曾毅;李嫕;;水相氟离子荧光传感器[A];第十三届全国光化学学术讨论会论文集[C];2013年
10 丁伟华;郑向军;金林培;;多功能荧光传感器:合成、多离子识别及细胞成像[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会:无机化学[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 焦洁民;手性荧光传感器的设计与手性异构体选择识别研究[D];南京大学;2014年
2 张培盛;几种基于化学反应的荧光传感器的设计及其在生物标志物检测中的应用[D];华南理工大学;2016年
3 侯贤锋;荧光传感器体系的构建及其在几种重要生命物质检测中的应用[D];华南理工大学;2016年
4 胡清华;几种有机荧光传感器的合成及其在内源性生物酶和硫醇检测中的应用研究[D];华南理工大学;2016年
5 王彦恩;双硼酸荧光传感器的合成及对肿瘤细胞表面Lewis寡糖的识别[D];河北大学;2017年
6 侯娟;碳点和碳点复合物的快速制备及在荧光分析中的应用研究[D];吉林大学;2017年
7 闫叶寒;比率荧光传感器的设计及其对环境污染物小分子的可视化检测[D];中国科学技术大学;2017年
8 王秋生;含硼酸糖、氨基酸生物荧光传感器的研制[D];吉林大学;2008年
9 谭淑珍;新型指示剂固定方法及其在荧光传感器制备中的应用[D];湖南大学;2006年
10 董明;超分子作用和不可逆化学反应在荧光传感器中的应用[D];兰州大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王娟娟;金离子荧光传感器的研制及其应用[D];吉林大学;2012年
2 肖亮亮;基于ESIPT机理的苯并唑类荧光探针的设计、合成与应用研究[D];西北农林科技大学;2015年
3 何杏杏;新型BODIPY荧光传感器的合成、光谱性能及应用研究[D];杭州师范大学;2015年
4 伍亚男;氧杂杯[3]芳烃荧光传感器的合成及性质研究[D];贵州大学;2015年
5 刘丽莉;具有指纹图谱识别能力的两亲分子聚集体荧光传感器的研究[D];陕西师范大学;2015年
6 佟丽丽;基于构型转换的功能核酸探针非标记荧光法检测重金属离子和生物硫醇[D];山东师范大学;2015年
7 江晓娇;苯并噻唑类荧光传感器的合成及性能研究[D];南华大学;2015年
8 赵文琪;新型Hg~(2+)荧光传感器的制备及性能研究[D];青海大学;2016年
9 崔玉梅;活性氧和Cu~(2+)荧光传感器的设计、合成和性质研究[D];兰州大学;2016年
10 杨成端;BODIPY类荧光传感器的合成与性质研究[D];兰州大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978