量子點(diǎn)光學(xué)傳感器的設(shè)計(jì)及其對(duì)痕量有害物質(zhì)的可視化檢測(cè).pdf

1、量子點(diǎn)相對(duì)于有機(jī)熒光染料具有很多優(yōu)勢(shì)，例如發(fā)光效率高、光學(xué)可調(diào)、激發(fā)范圍寬、光穩(wěn)定性好等。作為一類理想的熒光探針，已經(jīng)在生物標(biāo)記與傳感分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，量子點(diǎn)光學(xué)傳感器已成為分析化學(xué)中最為活躍的前沿研究領(lǐng)域之一。本文以爆炸物2,4,6-三硝基甲苯（TNT）和毒死蜱等有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的快速敏感檢測(cè)為目標(biāo)，利用量子點(diǎn)優(yōu)越的光學(xué)特性，運(yùn)用熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理，分別設(shè)計(jì)并建立了兩類量子點(diǎn)光學(xué)傳感方法：比率熒光探針和量子點(diǎn)熒光開關(guān)。

2、初步建立了對(duì)TNT和毒死蜱的快速、靈敏、可視化檢測(cè)新方法。
　　 本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.高質(zhì)量的半導(dǎo)體發(fā)光量子點(diǎn)是構(gòu)建光學(xué)傳感器的前提。本文首先采用不同的巰基小分子作為穩(wěn)定劑，在水溶液中制備了發(fā)光效率高、穩(wěn)定單分散的碲化鎘量子點(diǎn)。通過控制水相回流的反應(yīng)時(shí)間，可以得到不同尺寸大小、顏色各異的量子點(diǎn)，控制紫外光照時(shí)間還可進(jìn)一步改善量子點(diǎn)的發(fā)光效率。制備量子點(diǎn)的方法簡(jiǎn)單、容易操作、重復(fù)性和穩(wěn)定性好。在合成過程中

3、一步完成對(duì)量子點(diǎn)表面羥基、氨基等功能化基團(tuán)的修飾，可直接與有關(guān)分子偶聯(lián)結(jié)合，構(gòu)筑功能化的熒光探針，為后續(xù)設(shè)計(jì)光學(xué)傳感器應(yīng)用于分析檢測(cè)領(lǐng)域提供了有力的保障。
　　 2.包裹等不同表面痕量TNT殘留的及時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)仍是關(guān)乎國(guó)家安全需要的一個(gè)挑戰(zhàn)性難題。利用量子點(diǎn)優(yōu)越的光學(xué)性質(zhì)和表面容易修飾TNT識(shí)別基團(tuán)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)并構(gòu)建量子點(diǎn)比率熒光探針。以比率熒光輸出光學(xué)信號(hào)，結(jié)合指紋提取技術(shù)，建立了及時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)、可視化地檢測(cè)不同表面TNT殘留的新

4、方法。選擇兩種不同顏色的量子點(diǎn)，分別包埋在氧化硅內(nèi)部和共價(jià)連接在氧化硅表面，構(gòu)筑出雙發(fā)射量子點(diǎn)比率熒光探針。比率探針內(nèi)部的發(fā)紅光量子點(diǎn)的熒光并不受TNT的影響，但是，比率探針外部聚丙烯胺修飾的量子點(diǎn)通過與形成的Meisenheimer復(fù)合物間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移而猝滅綠色熒光，選擇性地識(shí)別TNT。隨TNT量的變化，兩個(gè)發(fā)射峰的強(qiáng)度比值也發(fā)生變化，并伴隨著熒光顏色由黃綠色到紅色的轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步將比率熒光探針固定在濾紙基體中，制備成方便操作的

5、TNT指示試紙，采用指紋提取技術(shù)可視化地指示不同表面的TNT殘留。在沒有進(jìn)一步優(yōu)化的條件下，指示試紙對(duì)信封表面TNT殘留的可視化檢測(cè)限低至5 ng/mm2。因此，該比率熒光檢測(cè)的傳感方法具有很高的選擇性和靈敏度。
　　 3.發(fā)展簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析方法對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)非常重要。本文報(bào)道了一種表面配位調(diào)控CdTe量子點(diǎn)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移，構(gòu)建表面配體取代誘導(dǎo)量子點(diǎn)熒光增強(qiáng)機(jī)制的量子點(diǎn)開關(guān)，達(dá)到對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的選擇性

6、可視化的敏感檢測(cè)。該量子點(diǎn)開關(guān)的檢測(cè)原理是利用雙硫腙與碲化鎘量子點(diǎn)表面的鎘的配位能力，在量子點(diǎn)表面形成雙硫腙-鎘配合物。由于量子點(diǎn)發(fā)射光譜與此配合物的吸收光譜重疊，從而發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，構(gòu)筑出量子點(diǎn)turn-on型傳感器。同時(shí)，利用硫代磷酸酯型有機(jī)磷農(nóng)藥在堿性條件下的水解產(chǎn)物與量子點(diǎn)表面的鎘具有更強(qiáng)的配位能力，取代量子點(diǎn)表面的雙硫腙配體，關(guān)閉共振能量轉(zhuǎn)移過程，導(dǎo)致量子點(diǎn)的熒光恢復(fù)，從而達(dá)到檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的目的。熒光的恢復(fù)是立即快速的