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新型半导体量子点/聚合物复合NO荧光探针的研究

钟韵鸣  
【摘要】:一氧化氮(NO)是自然界中最小最简单的生物活性分子之一,有着独特的化学性质。NO是一种重要的信使分子,在心脑血管舒张、神经传递、免疫反应等众多生理和病理过程中都起着重要的调节作用。准确快速地检测生物体内的NO含量可以更好的理解NO在这些生物过程中的作用,对生命科学、基础医学和临床医学等领域具有重要的意义。光纤生物传感技术是一种新兴的检测技术,具有检测精度高、响应速度快、抗电磁干扰、成本低、操作方便、可实现实时在线检测等优点,在环境监测、食品工业、临床医学、生物工程等众多领域都有较快的发展,代表了新一代传感器的发展趋势。用光纤传感技术检测生物体内的NO具有灵敏度高、响应时间短、可以实现实时在体检测的优点,是目前NO检测领域的研究热点。 本论文是在国家自然科学基金“实时在体NO光纤微型生物传感器的材料研究”(NO.50802069)和材料复合新技术国家重点实验室开放基金“用于NO光纤传感器纳米复合传感材料的研究”(NO.2012-KF-2)的资助下,从材料设计、结构与性能、生物检测等方面研究了两种NO敏感材料:CdS/PMMA纳米复合材料和CdSe/PMMA纳米复合材料。设计和构建了一种新型的基于量子点/聚合物复合材料的NO光纤传感器,研究了这种传感器的性能。 本文的主要工作分为以下几个方面: (1)采用一种新方法合成了CdS/PMMA纳米复合材料,探索了这种方法的合成条件并对此材料进行了表征;研究了CdS/PMMA对NO敏感的机理并测定了其检测NO的标准曲线,NO浓度在7×10-4~2.5×10-3mol·L-1和2.5×10-3~9×10-3mol·L-1时荧光的猝灭程度与NO浓度之间是呈线性关系的。 (2)采用物理共混法合成了CdSe/PMMA纳米复合材料,探索了这种方法的合成条件并对此材料进行了表征;研究了CdSe/PMMA纳米复合材料对NO敏感的机理并应用于NO的检测,结果表明通入NO会使CdSe/PMMA纳米复合材料的荧光发生猝灭,而且反应很迅速。 (3)设计和构建了一种新型的光纤NO传感器,采用CdSe量子点作为敏感材料,将其固定在乙酸纤维素薄膜上并对成膜条件进行了研究。将制备的NO敏感膜固定于光纤探头上,利用该光纤NO传感器对NO进行了检测,研究表明该传感器在NO浓度为1×10-7~1×10-6mo1·L-1的范围内,滞后相移与NO浓度具有良好的线性关系,检测下限为1.0×10-8mo1·L-1。


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