量子点荧光探针检测抗坏血酸
CdSeCdS量子点荧光探针检测Cu2+

第42卷第1期2023年2月沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报JournalofShenyangLigongUniversityVol 42No 1Feb 2023收稿日期:2022-05-24基金项目:广西自然科学基金项目(2019GXNSFAA185013)作者简介:汪登鹏(1995 )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎻ通信作者:高锋(1976 )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ研究方向:稀土功能材料ꎮ文章编号:1003-1251(2023)01-0061-07CdSe/CdS量子点荧光探针检测Cu2+汪登鹏ꎬ高㊀锋ꎬ藤田澧久(广西大学资源环境与材料学院ꎬ南宁530000)摘㊀要:采用液相反应法在水介质中合成巯基乙酸封端的CdSe/CdS核壳结构量子点ꎬ基于Cu2+对量子点荧光的猝灭效应ꎬ以CdSe/CdS核壳量子点为荧光探针定量检测水溶液中Cu2+的浓度ꎮ研究结果表明:Cu2+的浓度为0.5~60μmol/L时ꎬCdSe/CdS量子点的荧光强度与Cu2+的浓度成良好的分段线性关系ꎬ浓度检测限为0.06μmol/Lꎻ该荧光探针对Cu2+的检测具有高选择性ꎻ对实际自来水样品中Cu2+的检测结果准确可靠ꎻ量子点的淬灭机理为动态淬灭ꎮ关㊀键㊀词:量子点ꎻ荧光淬灭ꎻCu2+检测ꎻ荧光探针中图分类号:O657.3文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1251.2023.01.010CdSe/CdSQuantumDotFluorescenceProbeforDetectionofCu2+WANGDengpengꎬGAOFengꎬFUJITAToyohisa(CollegeofResourcesEnvironmentandMaterialsꎬGuangxiUniversityꎬNanning530000ꎬChina)Abstract:CdSe/CdScore ̄shellquantumdots(QDs)withthioglycolicacidweresuccessful ̄lysynthesizedinaqueousmediumbyliquidphasereaction.BasedonthequenchingeffectofCu2+onQDfluorescenceꎬtheCdSe/CdScore ̄shellQDfluorescenceprobewasestablishedtoquantitativelyanalyzeCu2+inaqueoussolution.Theresultsshowthatthefluorescencein ̄tensityofCdSe/CdSQDshasagoodfractionallinearrelationshipwiththeconcentrationofCu2+intherangeof0.5~60μmol/LꎬandthedetectionlimitofCu2+is0.06μmol/L.ThefluorescenceprobehasahigherselectivityforCu2+thanothermetalionsꎬandthedetectionofCu2+inactualtapwatersamplesareaccurateandreliable.ThequenchingmechanismofQDsisdynamicquenching.Keywords:quantumdotꎻfluorescencequenchingꎻCu2+detectionꎻfluorescenceprobe㊀㊀河流和湖泊中的有毒重金属ꎬ如铬㊁镉㊁铜㊁铅和汞等ꎬ对动物㊁植物及人类的生存和健康影响很大[1]ꎮ其中铜是生物必需的元素之一ꎬ铜的缺乏会导致生物体的某些功能障碍ꎬ但过度摄入铜会导致铜中毒ꎬCu2+是铜最常见的价态ꎬ痕量Cu2+的测定具有重要的意义ꎮ目前检测Cu2+的方法主要有原子吸收光谱法[2]㊁原子荧光分光光度法[3]㊁电感耦合等离子体质谱法㊁电化学法[4]和荧光探针法[5]等ꎮ与荧光探针法相比较ꎬ其他几种方法虽然都具备一定的检测能力ꎬ但存在选择性差㊁灵敏度不高ꎬ或具有高选择性与灵敏度但设备复杂㊁昂贵ꎬ或存在样品制备程序复杂等问题ꎬ故其应用受到一定限制ꎮ荧光探针法最大的优势是其荧光响应迅速ꎬ此外还具有可视性和灵敏度高㊁检测重金属离子的选择性好㊁线性范围宽等优点ꎬ且该检测方法成本低㊁操作简单ꎮ上述诸多优势使得荧光探针成为当前研究的热点ꎬ并广泛应用于生物医学和分析化学等领域[6]ꎮ荧光探针大致可分为有机荧光探针和无机荧光探针ꎮ与有机荧光探针相比ꎬ无机量子点具有高荧光量子产率㊁荧光发射光谱可调㊁多种荧光颜色可视性的优点ꎮ用于检测Cu2+的量子点荧光探针较多ꎬ如CdX(X代表Te㊁Se㊁S)[7]㊁ZnS㊁C[8]和Au量子点[9]等ꎮ根据光谱特性ꎬ量子点荧光探针可分为基于单一荧光峰强度变化的普通荧光探针和基于两个发射峰相对强度的比率荧光探针[10]ꎻ根据结构ꎬ量子点可分为单晶体型㊁核壳型和混晶型等[11-13]ꎮ量子点检测Cu2+有Turn ̄offꎬOff ̄on两种方式ꎮ本文首先制备疏基乙酸封端的CdSe/CdS核壳型量子点ꎬ并通过X射线衍射仪(XRD)㊁透射电子显微镜(TEM)和光致发光光谱(PL)对其进行表征ꎻ然后以该量子点作为Cu2+浓度检测探针ꎬ基于Turn ̄off模式定量检测水溶液中Cu2+的浓度ꎻ最后使用该荧光探针对自来水样品中的Cu2+浓度进行检测ꎮ1㊀实验部分1.1㊀实验试剂疏基乙酸(TGA)㊁硼氢化钠(NaBH4)㊁氯化镉(CdCl2 2.5H2O)㊁硫化钠(Na2S 9H2O)和各种金属离子标准溶液(K+㊁Na+㊁Mg2+㊁Ba2+㊁Al3+㊁Mn2+㊁Fe3+㊁Ca2+㊁Pb2+㊁Cu2+㊁Zn2+㊁Cd2+)ꎬ均购自国药集团化学试剂有限公司ꎻ盐酸(HCl)㊁三羟甲基氨基甲烷(Tris)ꎬ购自阿拉丁试剂(上海)有限公司ꎮ所有试剂均为分析纯ꎮ1.2㊀实验仪器透射电子显微镜(F200X型ꎬ赛默飞世尔科技公司)ꎻ高灵敏稳瞬态荧光光谱仪(FL3C ̄111TC ̄SPC型ꎬ堀场仪器(上海)有限公司)ꎻX射线衍射仪(D/MAX2500V型ꎬ日本理学公司)ꎻ傅里叶红外光谱仪(NicoletiS20型ꎬ赛默飞世尔科技公司)ꎮ1.3㊀CdSe/CdS核壳量子点的制备采用液相反应法[14]制备CdSe/CdS核壳量子点ꎮ向三颈烧瓶中通氮气30min后ꎬ分别加入一定量的单质Se㊁NaBH4和10mL超纯水ꎬ剧烈搅拌后得到无色澄清的NaHSe溶液ꎮ称取一定量的CdCl2溶解于100mL超纯水中ꎬ然后加入一定体积的TGAꎬ再加入1mol/L的NaOH溶液调节pH为11ꎬ再通入氮气30min以排除氧气ꎮ将配制好的NaHSe溶液快速转移至CdCl2混合溶液中ꎬ边通氮气边剧烈搅拌ꎬ升温至80ħ加热回流30minꎬ得到CdSe溶液ꎮ待其冷却至室温后ꎬ按照CdSe和CdS物质的量比为1ʒ1配制一定量的CdCl2和Na2S溶液ꎬ在剧烈搅拌下逐滴加入CdSe溶液中ꎬ将反应体系升温至80ħ并回流30min后制备得到CdSe/CdS核壳结构的量子点ꎮ使用无水乙醇洗涤量子点ꎬ离心3次后重新分散于超纯水中待用ꎮ1.4㊀量子点检测Cu2+的浓度将300μL的CdSe/CdS量子点溶液㊁2.4mL的Tris ̄HCl缓冲液(浓度为10mmol/LꎬpH为9.0)㊁300μL的Cu2+溶液混合后静置10minꎬ再采用397nm波长近紫外光激发ꎬ检测其发射的荧光强度ꎮ2㊀结果与讨论2.1㊀量子点的表征测试得到CdSe和CdSe/CdS量子点的XRD图谱ꎬ如图1所示ꎮ图1㊀CdSe和CdSe/CdS量子点的XRD图26沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第42卷㊀㊀由图1可见ꎬCdSe/CdS量子点的XRD谱线在衍射角25.8ʎ㊁43.2ʎ和50.5ʎ三个位置出现清晰的衍射峰ꎬ峰位介于立方CdSe和CdS的(111)㊁(220)和(311)晶面的特征峰之间ꎬ说明CdSe的内核与CdS包层之间存在相互作用力ꎬ使晶格参数发生变化ꎬ从而使其衍射峰位产生偏移ꎮ在CdSe外延生长CdS的纳米颗粒中也观察到类似的衍射峰[15]ꎮ此外ꎬ与CdS和CdSe晶体相比ꎬ这些衍射峰出现明显宽化的现象ꎬ反映出所制备CdSe/CdS样品的量子点特征ꎮ采用透射电子显微镜/能谱仪(TEM/EDS)对CdSe/CdS量子点进行分析ꎬ结果如图2所示ꎮ图2㊀CdSe/CdS量子点的TEM/EDS分析㊀㊀由图2(a)可见ꎬCdSe/CdS量子点显示出良好的分散性ꎬ单个粒子接近球形ꎮ根据量子点统计数据(图2(a)中粒径分布插图)可知ꎬ量子点的平均粒径约为2.4nmꎮ图2(b)中晶格条纹清晰ꎬ晶面间距为0.218nmꎬ对应CdSe的(220)晶面ꎬ证明产物中存在CdSeꎻ在量子点晶格内部及边缘ꎬ没有观察到明显的晶格畸变ꎬ说明CdS与CdSe具有很好的晶格匹配性ꎬCdSe表面可能外延生长出CdS层ꎮ由图2(c)可视区域内个别较大量子点的能谱分析结果可以观察到ꎬCd㊁S㊁Se元素分布较为均匀ꎬS元素分布于量子点团聚体的整个投影区域ꎬ而Se元素倾向于分布在投影区域的内部ꎬ分布面积明显小于S元素ꎬ表明合成物质为CdSe/CdS核壳结构的量子点ꎮCdSe和CdSe/CdS的吸收光谱与荧光光谱如图3所示ꎮ图3㊀CdSe与CdSe/CdS量子点吸收光谱和荧光光谱㊀㊀由图3可以看出ꎬCdSe/CdS的吸收峰相较于CdSe有少许蓝移ꎬ相同的现象也发生于其荧光光谱中ꎮ这是由于在CdSe表面外延生长形成CdS壳层所致ꎮ此外ꎬ图3(b)中CdSe/CdS的荧光强度远远高于CdSe的强度ꎬ这是由于CdS壳层对CdSe核粒子的表面缺陷进行了修饰ꎬ减少了CdSe禁带结构中的缺陷能级数量ꎬ提高了CdSe36第1期㊀㊀㊀汪登鹏等:CdSe/CdS量子点荧光探针检测Cu2+激子复合发光的强度[15]ꎮ2.2㊀荧光检测条件的优化按1.4中实验方法ꎬ采用CdSe/CdS量子点检测Cu2+浓度ꎬ改变静置反应时间ꎬ测得不同反应时间下CdSe/CdS量子点的荧光强度及Cu2+诱使CdSe/CdS量子点的荧光淬灭ꎬ结果如图4所示ꎮ图中纵坐标为荧光强度比I/I0ꎬI表示添加Cu2+时量子点的荧光强度ꎬI0表示不添加Cu2+时量子点的荧光强度ꎮ图4㊀反应时间对荧光强度的影响㊀㊀由图4可见ꎬCdSe/CdS量子点的荧光强度随时间变化不明显ꎬ说明其荧光稳定性较好ꎮ加入Cu2+后ꎬCdSe/CdS量子点的荧光淬灭反应迅速ꎬ5min后荧光强度保持稳定ꎬ说明5min后Cu2+与CdSe/CdS量子点的反应基本完全ꎬ荧光淬灭效果接近最大值ꎮ故适宜的静置反应时间为5minꎮ溶液的pH不同可能会影响量子点的荧光强度ꎬ也可能会影响检测物质的灵敏度和选择性[16]ꎮTGA封端的CdSe/CdS量子点在pH较低的缓冲液中荧光几乎完全猝灭ꎬ并形成沉淀[17]ꎮ如果pH过高ꎬCu2+会与溶液中的OH-发生化学反应ꎬ形成沉淀ꎬ进而影响检测的灵敏度ꎮ因此ꎬ本文考察溶液pH在5.5~10.7的范围内变化时对实验结果的影响ꎮ测得不同pH下的CdSe/CdS量子点荧光强度及Cu2+诱使CdSe/CdS量子点的荧光淬灭ꎬ结果如图5所示ꎮ由图5可以看出:当溶液的pH较小时ꎬ由于量子点表面的硫醇基团不太稳定ꎬ不能保持较高的荧光强度ꎻ随着pH增大ꎬCdSe/CdS量子点的荧光强度逐渐增大并趋于稳定ꎬ当pH为8.0时ꎬ荧光强度接近最大值ꎬ此时Cu2+诱使量子点荧光淬灭效率基本达到最高ꎮ故选择适宜的pH为8.0ꎮ图5㊀pH对荧光强度的影响2.3㊀CdSe/CdS量子点对Cu2+的荧光响应特性㊀㊀CdSe/CdS量子点对Cu2+具有灵敏的荧光响应特性ꎬ测得不同Cu2+浓度下的荧光光谱及荧光淬灭率(1-I/I046沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第42卷图6㊀Cu2+对CdSe/CdS量子点的荧光淬灭效应㊀㊀由图6(a)可见ꎬ随着Cu2+浓度的增加ꎬCdSe/CdS量子点的荧光强度逐渐下降ꎮ在Cu2+浓度为60μmol/L的情况下ꎬ荧光猝灭率达到92.7%ꎮ由图6(b)可知ꎬCu2+浓度对CdSe/CdS量子点荧光强度的影响可以由两段线性关系表示ꎬ分别如图6(c)和图6(d)所示ꎮ由图6(c)的拟合结果可知ꎬCu2+浓度(C(Cu2+))在0.5~7μmol/L范围内时ꎬ(1-I/I0)与C(Cu2+)的线性关系为1-I/I0=0.00882+0.07943C(Cu2+)(1)线性相关系数R2=0.969ꎮ由图6(d)的拟合结果可知ꎬC(Cu2+)在7~60μmol/L范围内时ꎬ(1-I/I0)与C(Cu2+)的线性关系为1-I/I0=0.45637+0.00762C(Cu2+)(2)线性相关系数R2=0.989ꎮ浓度检测限(LimitofDetectionꎬLOD)计算公式为[18]LOD=3δ/K(3)式中:δ为空白样11次检测值的标准偏差ꎻK为标准曲线的斜率ꎮ根据式(3)计算得到体系对Cu2+浓度的检测限为0.06μmol/Lꎬ本方法的检测限低于文献[19-21]的研究结果ꎮ采用不同配体的量子点检测Cu2+浓度的方法比较如表1所示ꎮ表1㊀使用量子点测量Cu2+浓度的方法比较量子点材料配体浓度检测限/(μmol L-1)CdS[19]甘油三酯0.1CdS[20]肽0.5CdS[21]半胱氨酸1.5CdSe/CdS(本文)TGA0.062.4㊀荧光检测Cu2+的选择性采用CdSe/CdS荧光探针在最佳条件下对Cu2+进行荧光检测ꎬ通过与其他11种金属离子(即K+㊁Na+㊁Mg2+㊁Ba2+㊁Al3+㊁Mn2+㊁Fe3+㊁Ca2+㊁Pb2+㊁Cd2+㊁Zn2+)相比较ꎬ评估CdSe/CdS量子点体系对Cu2+的选择性ꎮ其中ꎬ添加Cu2+的浓度为50μmol/Lꎬ其他离子浓度取为Cu2+浓度的10倍ꎮ各种离子对CdSe/CdS荧光探针荧光强度的影响如图7所示ꎮ图7㊀各种离子对CdSe/CdS荧光探针荧光强度的影响㊀㊀由图7可以看出ꎬ除Cu2+以外的其他金属离子对CdSe/CdS量子点的荧光强度影响不大ꎬ说明CdSe/CdS量子点对Cu2+的检测具有高选择性ꎮ2.5㊀荧光淬灭机理分析物与荧光探针之间发生荧光淬灭反应的机理主要有静态淬灭和动态淬灭两种[22]ꎮ静态淬灭认为分析物与荧光探针的基态荧光分子发生反应形成非荧光体ꎻ动态淬灭认为荧光淬灭与扩散过程有关ꎬ是分析物与处于激发态的荧光分子之间发生碰撞ꎬ释放热能ꎬ使得荧光体无辐射跃迁至基态ꎬ从而导致荧光淬灭ꎮ静态荧光淬灭过程会形成非荧光体ꎬ因此其反应前后的紫外-可见吸收光谱会发生改变ꎬ但反应前后的荧光寿命不发生改变ꎻ动态荧光淬灭与静态荧光淬灭特征相反ꎬ其反应前后紫外-可见吸收光谱不变ꎬ但荧光寿命会发生变化ꎮ不同Cu2+浓度下CdSe/CdS量子点的紫外-可见吸收光谱如图8所示ꎮ添加Cu2+和不添加Cu2+时CdSe/CdS量子点的荧光寿命谱图如图9所示ꎮ由图8可见ꎬ添加不同浓度Cu2+后CdSe/CdS量子点的紫外-可见吸收光谱没有明显变化ꎮ由图9可见ꎬ添加Cu2+后ꎬ量子点的寿命明56第1期㊀㊀㊀汪登鹏等:CdSe/CdS量子点荧光探针检测Cu2+显减小ꎮ因此ꎬCu2+导致CdSe/CdS量子点荧光淬灭的机理为动态淬灭ꎮ图8㊀不同Cu2+浓度下CdSe/CdS量子点的紫外-可见吸收光谱图9㊀添加和不添加Cu2+时CdSe/CdS量子点的荧光寿命谱图2.6㊀实际水样中Cu2+浓度的检测为评估CdSe/CdS量子点荧光探针对检测Cu2+的实用性与可靠性ꎬ采用实际水样(自来水)进行检测实验ꎮ选取三种不同Cu2+浓度水平(10㊁20㊁30μmol/L)的自来水样品ꎬ每个样品检测三次取平均值ꎬ检测结果如表2所示ꎮ表中回收率为Cu2+浓度的检测值与实际值之比ꎬ相对标准偏差为标准偏差与平均值之比ꎬ反映Cu2+检测的精度ꎮ表2㊀自来水样品中实际Cu2+浓度与检测值的比较样品实际浓度/(μmol L-1)检测值/(μmol L-1)回收率/%相对标准偏差/%54.8897.62.8自来水1010.45104.52.52020.32101.63.8㊀㊀由表2可看出ꎬ各样品的回收率均接近100%ꎮ自来水中可能存在多种阳离子ꎬ如Na+㊁Ca2+㊁Mg2+㊁Mn2+等ꎬ本文实际水样测定结果表明ꎬ这些金属离子的存在不会干扰Cu2+的检测ꎬ再次证明了CdSe/CdS量子点荧光探针对检测Cu2+的实用性与可靠性ꎮ3㊀结论(1)采用溶液反应法成功合成了CdSe/CdS核壳结构量子点荧光探针ꎮ基于Turn ̄off模式利用CdSe/CdS量子点检测水介质中的Cu2+ꎬ在Cu2+浓度为60μmol/L的情况下ꎬ荧光猝灭率达到92.7%ꎮ(2)确定最优检测条件为:反应时间5minꎬ溶液pH为8.0ꎮ确定了荧光淬灭率与Cu2+浓度间的分段线性关系ꎮ(3)紫外-可见吸收光谱和荧光寿命测试结果表明ꎬCdSe/CdS量子点对Cu2+的荧光淬灭为动态淬灭机制ꎮ(4)对自来水样品中Cu2+浓度的检测值与实际浓度的相对标准偏差不超过4%ꎬ且回收率较高ꎮCdSe/CdS量子点对Cu2+的检测具有高选择性ꎬ干扰离子的存在几乎不影响CdSe/CdS量子点对Cu2+荧光响应的灵敏度ꎮ参考文献:[1]ZHANGXYꎬZHANGMꎬLIUHꎬetal.Environmentalsustainability:apressingchallengetobiologicalsewagetreatmentprocesses[J].CurrentOpinioninEnviron ̄mentalScience&Healthꎬ2019ꎬ12:1-5.[2]SMICHOWSKIPꎬLONDONIOA.Theroleofanalyti ̄caltechniquesinthedeterminationofmetalsandmet ̄alloidsindietarysupplements:areview[J].Micro 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量子点技术在生物检测中的应用

量子点技术在生物检测中的应用随着现代科技的不断更新和发展,生物检测已经成为了一个相当重要的领域。
在医学、环保、食品安全以及生物学研究等方面,生物检测都发挥着非常重要的作用。
而在生物检测的实际应用中,一项名为“量子点技术”的新兴技术开创了更为广阔的应用空间。
一、量子点技术简介量子点技术是一种半导体纳米材料的制备技术。
所谓“量子点”,是指由数十、数百个原子组成的微小颗粒。
它的特点是具有优异的特殊性能,成为了研究热点。
在实际应用中,量子点材料作为一种纳米材料,具有可调控的荧光性质、极窄的发射峰、高荧光量子产率、宽波段吸收和宽波段荧光等优异特性,这种性质赋予了量子点技术独特的应用优势。
二、量子点技术在生物检测中的优势相比传统的生物检测技术,量子点技术在生物检测方面表现出了明显的优越性。
1. 灵敏度高量子点的特有构造使其对外部环境的变化非常敏感,其荧光信号的变化可以反映样本中的生物分子含量的改变。
因此,通过荧光信号的变化,我们可以获得对生物样本中生物分子浓度的高灵敏度检测。
2. 选择性好量子点技术可以制备出具有红外吸收的量子点,这种涂层在生物检测的应用中非常有用。
因为在生物检测中,原生物分子的红外光谱特征非常强烈,研究人员可以将这种红外吸收的量子点与目标分子配对使用,达到高度选择性的生物分子检测效果。
3. 容易操作量子点技术中使用的微纳制造技术已经得到了相当程度的成熟,这使得量子点材料可以在实验室级别中得到制备和处理。
另外,制备好的量子点也很容易与蛋白质等生物分子配对,产生一定的荧光信号,从而实现生物检测。
三、量子点技术在生物检测中的实际应用1. 生物分子分析在生物分子分析中,我们可以将目标分子与滴定水和标记材料混合,观察荧光信号的变化来检测其浓度。
这种方法特别适用于癌症细胞、病毒和细菌等生物标志物的检测。
2. 细胞成像量子点技术可以将荧光粒子添加到目标细胞中,然后再配对一个合适的激发波长来观察细胞成像。
抗坏血酸荧光激发和发射波长-概述说明以及解释

抗坏血酸荧光激发和发射波长-概述说明以及解释1.引言1.1 概述抗坏血酸是一种重要的营养物质,也被称为维生素C。
它在人体内发挥着多种功能,包括抗氧化、参与酶的活性调节、促进胶原蛋白的合成等。
由于其重要性,研究人员一直致力于开发高灵敏度和高选择性的检测方法来测量抗坏血酸的含量。
荧光技术作为一种非破坏性、高灵敏度的检测方法,受到了广泛关注。
在研究抗坏血酸的荧光特性时,一个重要的参数是荧光激发和发射波长。
荧光激发波长是指激发光的波长,通过吸收光能使样品激发到高能级状态;而荧光发射波长是指样品释放能量时所发射的荧光光子的波长。
了解抗坏血酸的荧光激发和发射波长对于设计和优化抗坏血酸的荧光探针以及开发新的荧光检测方法都具有重要意义。
荧光激发波长的选择需要考虑到抗坏血酸的吸收特性,以最大限度地提高激发效率。
而荧光发射波长的选择则需要考虑到背景干扰的影响,以保证测量的准确性和灵敏度。
本文将重点探讨抗坏血酸的荧光激发和发射波长的相关研究进展,并说明其在抗坏血酸的测量和检测中的重要性。
通过分析现有的文献和研究成果,我们将总结出目前已知的抗坏血酸荧光激发和发射波长的范围,并对其意义和应用进行深入讨论。
同时,我们还将展望未来在该领域的研究方向和发展前景。
通过对荧光激发和发射波长的深入研究,相信可以为抗坏血酸的检测和应用提供更加有效和可靠的方法。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将对文章进行概述,介绍本文的结构和目的。
在正文部分,将重点论述抗坏血酸的重要性,以及抗坏血酸的荧光激发波长和发射波长。
在结论部分,将对前文进行总结,并讨论抗坏血酸荧光激发和发射波长的意义,并展望未来的研究方向。
通过以上结构,我们将全面深入地探讨抗坏血酸荧光激发和发射波长的相关问题。
1.3 目的本节将讨论本文的研究目的。
研究抗坏血酸的荧光激发和发射波长具有重要的科学意义和实际应用价值。
我们的目的是深入探究抗坏血酸的荧光性质,揭示其激发和发射波长的特征及其影响因素,以期为抗坏血酸的荧光检测和应用提供理论依据和实验指导。
致病菌检测中碳量子点荧光探针的运用-分析化学论文-化学论文

致病菌检测中碳量子点荧光探针的运用-分析化学论文-化学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:环境中的各类致病菌是危害人类健康的潜在因素,相应的快速、精准检测方法的开发具有重要意义。
碳量子点作为一种具有卓越的荧光性能、良好的荧光稳定性与生物安全性、易于化学修饰和功能化等性质的新型碳纳米材料,在致病菌检测方面极具发展潜力,并且碳量子点荧光探针检测技术操作简单、检测快速、不需要大型仪器设备。
近年来,碳量子点的综述主要集中在制备方法及性质等方面,鲜有碳量子点荧光探针在致病菌检测方面进展的描述。
本文简述了碳量子点的特性,分析了三种碳量子点荧光探针在致病菌检测中的应用,提出了碳量子点与磁性纳米材料和特异性识别物质相结合,构建灵敏度高、特异性强的磁性碳量子点复合荧光探针是碳量子点在致病菌检测方面的重要发展方向。
关键词:碳量子点; 荧光探针; 致病菌; 检测;Abstract:All kinds of pathogenic microorganisms in theenvironment are potential causes harmful to human health. The development of corresponding rapid and accurate detection methods is of great significance. As a new type of carbon nanomaterial, carbon quantum dots display excellent fluorescence performance, good fluorescence stability, good biosafety, and are easy to be chemically modified and functionalized, so they have great development potential in the detection of pathogenic microorganisms. Moreover, the detection technology using carbon quantum dots is simple to operate and does not require large-scale instruments and equipment. In recent years, the review of carbon quantum dots mainly focuses on the preparation methods and properties, and the research progress of carbon quantum dots fluorescent probes in the detection of pathogenic microorganisms is rarely described. This paper briefly describes the characteristics of carbon quantum dots, analyzes the application of three kinds of carbon quantum dots fluorescent probes in the detection of pathogenic microorganisms. Finally, this paper proposed that the combination of carbon quantum dots with magnetic nanomaterials and specific recognition materials to construct magnetic carbon quantum dots composite fluorescent probes with high sensitivity and specificity is an important development direction of carbon quantum dots in pathogenic microorganism detection.Keyword:carbon quantum dots; fluorescent probe; pathogenic microorganisms; detection;细菌、真菌等微生物作为自然界的重要组成部分几乎无处不在,其中的部分微生物会威胁人类的健康,被称为致病菌。
抗坏血酸(维生素C)的测定方法

抗坏血酸(维生素C)的测定方法(1)在测定维生素C的国标方法中,荧光法为测定食物中维生素C含量的第一标准方法,2、4-二硝基苯肼法作为第二法。
一、荧光法1.原理样品中还原型抗坏血酸经活性炭氧化成脱氢型抗坏血酸后,与邻苯二胺(OPDA)反应生成具有荧光的喹喔啉(quinoxaline),其荧光强度与脱氢抗坏血酸的浓度在一定条件下成正比,以此测定食物中抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的总量。
脱氢抗坏血酸与硼酸可形成复合物而不与OPDA反应,以此排除样品中荧光杂质所产生的干扰。
本方法的最小检出限为0.022g/ml。
2.适用范围GB12392-90本方法适用于蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定3.仪器3.1.实验室常用设备。
3.2.荧光分光光度计或具有350nm及430nm波长的荧光计。
3.3.打碎机。
4.试剂本实验用水均为蒸馏水,试剂不加说明均为分析纯试剂。
(1)偏磷酸一乙酸液:称取15g偏磷酸,加入40ml冰乙酸及250ml水,搅拌,放置过夜使之逐渐溶解,加水至500ml。
4°C冰箱可保存7〜10天。
(2)0.15mol/L硫酸:取10ml硫酸,小心加入水中,再加水稀释至1200ml。
(3)偏磷酸一乙酸一硫酸液:以0.15mol/L硫酸液为稀释液,其余同4.1.配制。
(4)50%乙酸钠溶液:称取500g乙酸钠(CH3C00Na・3H20),加水至1000ml。
(5)硼酸-乙酸钠溶液:称取3g硼酸,溶于100ml乙酸钠溶液(4.4)中。
临用前配制。
(6)邻苯二胺溶液:称取20mg邻苯二胺,于临用前用水稀释至100ml。
(7)0.04%百里酚蓝指示剂溶液:称取0.1g百里酚蓝,加0.02mol/L氢氧化钠溶液,在玻璃研钵中研磨至溶解,氢氧化钠的用量约为10.75ml,磨溶后用水稀释至250ml。
变色范围:pH=1.2红色pH=2.8黄色pH>4.0兰色(8)活性炭的活化:加200g炭粉于1L1+9盐酸中,加热回流1~2h,过滤,用水洗至滤液中无铁离子为止,置于110~120C烘箱中干燥,备用。
量子点荧光探针在分析检测中的应用研究

量子点荧光探针在分析检测中的应用研究1. 引言量子点是一种准零维纳米晶粒,因其三个维度均受到量子限域,从而表现出一些独特的光学性能,如激发波长范围宽、发射波长范围窄且对称、量子产率高、荧光寿命长、光学性能稳定等优点。
量子点作为荧光离子探针在离子以及小分子检测领域引起了许多研究人员的关注并且取得了不错的进展。
离子和无机小分子与量子点之间可发生的物理或者化学作用,导致量子点的表面结构或者表面电荷发生变化,影响了电子与空穴的复合效率,从而对量子点的荧光强度产生增强或者猝灭作用。
量子点的荧光强度的变化与离子或者无机小分子的浓度之间往往存在一定的线性或者指数关系,利用这种数学关系就可以实现对离子或者无机小分子的定量测定。
量子点在金属离子、阴离子、氢离子以及其他无机小分子测定应用方面得到深入的探究,并且开发出基于量子点荧光增强测定离子的新方法,这一进展使得量子点荧光离子探针成为无机离子检测的重要方法之一。
量子点作为荧光离子探针,具有灵敏度高、使用量少、设备简单和重现性好等优点,因此具有很大的发展潜力和应用前景。
本文即是针对量子点荧光离子探针在金属离子检测、阴离子检测、氢离子浓度检测以及小分子检测等方面的研究进展加以综述。
2. 量子点荧光离子探针用于金属离子检测量子点的独特荧光性能主要取决于其表面状态及其所处的物理化学环境。
待检测物通过各种各样的物理化学作用,如吸附、共价键、静电作用和能量转移等方式与量子点发生相互作用,这将会改变量子点电子与空穴的复合效率,影响激子的产生,从而引起量子点荧光强度的变化。
对于金属离子而言,有些金属离子可以通过填充表面态来钝化量子点表面缺陷,从而使量子点荧光增强;有些金属离子则能够通过非辐射结合、电子转移和内滤效应等方式猝灭量子点的荧光。
金属离子对量子点荧光强度的影响使量子点荧光离子探针检测金属离子成为可能。
Isarov等首次报道了对金属离子与量子点相互作用的机理,Cu2+可以猝灭CdS QDs 的荧光,并且推测其猝灭机理是Cu2+集合到量子点的表面被还原为Cu+,而Cu+引起QD 导带的电子和价带发生空穴重组,导致量子点的荧光猝灭。
功能性量子点荧光探针在生物医学中的应用

3 高亮度和稳定性
量子点荧光探针具有高亮 度和长寿命,可用于精确 探测和成像。
功能性量子点荧光探针的特点
多路成像
量子点可通过激发不同波长的 光来产生多种颜色的荧光,实 现多路成像。
靶向性检测
通过修饰表面材料和分子,可 以使量子点靶向特定细胞或组 织,提高检测灵敏度。
多功能性应用
量子点荧光探针可用于生物成 像、肿瘤检测、生物传感器等 多个领域。
生物医学中的应用领域
生物成像技术
量子点荧光探针可用于活细胞成像、分子显微镜等技术,提供高分辨率和高对比度的图像。
肿瘤检测与治疗
通过靶向性探针,量子点可以帮助提早发现肿瘤并提供精确的治疗。
生物传感器
利用量子点荧光探针的敏感性和选择性,可以开发出高灵敏度的生物传感器,用于检测生物 分子和疾病标志物。
生物成像技术中的应用
未来发展趋势和挑战
1 多功能一体化
将多种功能整合到一个量 子点荧光探针中,实现更 多样化和复杂的应用。
2 生物相容性
进一步提高量子点荧光探 针的生物相容性,降低对 生物体的毒性,以推动临 床转化。
3 商业化应用
加强与产业界的合作,推 动功能性量子点荧光探Leabharlann 的商业化应用,实现市场 化推广。
功能性量子点荧光探针在 生物医学中的应用
介绍功能性量子点荧光探针的特点和在生物医学中的广泛应用,并探讨未来 发展趋势和面临的挑战。
量子点荧光探针简介
1 纳米尺度
量子点是纳米尺度的人工 半导体结构,具有优异的 光电性能。
2 可调控的性质
通过调节量子点的尺寸和 组成,可以改变其光学特 性,实现多种应用。
活细胞成像
量子点荧光探针可以用于追踪活 细胞内的分子移动和活动状态, 揭示生命过程的细节。
荧光探针在生物分析中的应用

荧光探针在生物分析中的应用荧光探针作为一种重要的化学工具,在生物分析领域中得到了广泛应用。
其独特的荧光性质和分子识别能力使得荧光探针成为生物分析的理想选择。
本文将从荧光探针的原理、种类和在生物分析中的应用等方面进行探讨。
一、荧光探针的原理荧光探针是一种特殊的化学物质,其通过吸收外部能量后,能够发射特定波长的荧光。
荧光探针的原理基于分子的能级跃迁和荧光发射的过程。
当外界能量被注入到荧光探针分子中时,分子的电子会从基态跃迁到激发态。
在激发态停留一段时间后,电子会跃迁回基态并发射荧光。
荧光的强度和发射波长可用于分析和检测不同的物质。
二、常见的荧光探针种类1. 有机染料荧光探针:有机染料荧光探针是最早应用于生物分析的一类探针。
如常用的荧光标记剂FITC和Rhodamine B等,它们具有较好的荧光性能和化学稳定性,可用于细胞成像和蛋白质检测等。
2. 量子点荧光探针:量子点荧光探针是一种由半导体材料组成的纳米颗粒,具有尺寸可调、较窄的荧光发射光谱和较高的荧光量子产率等特点。
量子点荧光探针在细胞成像、癌症诊断等方面具有重要应用。
3. DNA探针:DNA探针是一类由DNA序列构成的荧光标记物,常用于基因检测、病毒检测等分子生物学研究。
通过合成具有特定序列的DNA探针,可以实现对特定基因序列的高选择性检测。
4. 蛋白质标记剂:荧光探针还可用于蛋白质的标记和鉴定。
通过将荧光探针与特定的抗体结合,可以实现对目标蛋白质在生物样品中的定量和定位检测。
三、荧光探针在生物分析中的应用1. 细胞成像:荧光探针可用于细胞内某种分子的动态观察。
通过将特定的荧光探针标记到目标分子上,如膜蛋白、胞质囊泡等,可以实现对细胞内生物过程的实时跟踪和定量分析。
2. 分子诊断:荧光探针在生物分子的检测和诊断中扮演着重要角色。
例如,通过荧光DNA探针可以实现基因突变的检测和药物靶点的鉴定,从而在疾病的早期诊断和治疗中起到关键作用。
3. 环境监测:荧光探针还可应用于环境监测。
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本研 究通过 金属离 子修饰 量子 点来调 控其表 面化学 性质 , 展 了一 种基 于量子 点 的荧光 “ 发 开关 ” 探 针, 并应 用于 生物体液 中抗 坏血 酸的检测 .向 C T 量 子点 中加入 Mn 时 ,由于 M 与量 子点之 间发 de n 生 了 电子转 移 , 使其表 面状 态 被破 坏 而发 生 荧 光猝 灭 ,加 入抗 坏 血 酸后 ,由于抗 坏 血 酸 分 子 结 构 中 1 羰基 氧和 3 位 位羟基 氧 与 Mn 的强配位 作用 使 得 Mn 从 量 子点 表 面 解 吸下 来 , 子 点 荧光 得 以恢 n 量 复 ,且恢复 程度 与抗 坏血 酸浓 度相关 , 而实现 对抗坏 血酸 的检测 ( 从 实验 机理如 S h m c e e1所示 ) 方 .该 法操作 简便 、 灵敏度 高且 选择性 好 , 可应用 于维 生素 c片剂 和人 血浆 中抗坏 血酸含 量 的检 测 .
1 实验 部分
1 1 试剂 与仪器 . 氯化镉 、碲粉 、 巯基 丙酸 、 硼氢 化钠 、 抗坏 血酸 和氯化 锰 ( 海 国药集 团化学试 剂有 限公 司产 品) 上 ;
收稿 日期 : 000 -3 2 1-92 .
基 金项 目:国家自然科学基金( 批准号 : 0 0 04 国家杰 出青年科学基金 ( 2 8 50 )、 批准号 : 0 2 57 和中央高校基本科研业务费 ( 准 2751) 批
度 与 抗 坏 血酸 的浓 度 线 性 相 关 , 而 建 立 了基 于 量 子 点 的 荧 光 “ 从 开关 ” 针 检 测 抗 坏 血 酸 的新 方 法 .在 优 化 探
的 实 验 条 件下 , C T 量 子 点 的 浓 度 为 16 m lL 量 子点 的尺 寸 为 19 m) n 浓度 为 02 mo L 当 de .7 o/ ( .1 n ,M “ . 5r l n /
05 67 文献 标 识 码 A 文 章编 号 05 — 9 (0 1 0 —6 80 2 10 0 2 1 ) 30 8 - 7 6 中 图分 类 号
量 子点 ( D ) Q s 由于其优异 的物 理和化 学性能 而 引起人 们 的关 注 ¨.与传 统 的有 机染 料 相 比 ,其光
( 北 大学 分 析 科 学 研 究 中心 , 阳 1 0 1 ) 东 沈 89 1
摘要
以 巯基 丙 酸 ( A) 稳 定 剂 ,水 相 合 成 了 高 荧 光 C T MP 为 d e量 子 点 . 向 量 子 点 溶 液 中 加 入 Mn ,由 于 “
Mn 与 量 子 点 之 问 发生 电子 转 移 而 使 其 荧 光猝 灭 , 入 抗 坏 血 酸 后 量 子 点 荧 光 又 得 以 恢 复 ,且 荧 光 恢 复 程 “ 加
V0 _ 2 l3
2 1 年 3月 01
高 等 学 校 化 学 学 报
CHE CAL J MI OURNAL OF CHI S NE E UNI RS T ES VE I I
No 3 .
6 8—6 3 8 9
量 子 点 荧 光 探 针 检 测 抗 坏 血 酸
张 立佩 ,胡 博 ,王 建 华
稳 定性好 、 光强度 高 、 发 激发 光谱范 围宽 、 t e 位移 大且发射 光 谱 窄 J So s k .由于量子 点 的发 光性 能与 其 表面状 态密切 相关 , 其荧 光猝 灭作用 都是 由量子 点表 面状 态 的改 变 引起 的 。 年来 ,随着 其 表面 .近 化 学研究 的深入 , 子点 作为新 型荧光探 针 已被广 泛应 用 量 较低 的荧 光背景 和检 出限而备 受关 注 .其 中荧 光增 强 型探 针 因其 高灵 敏度 及 .发展 量 子点 荧 光增 强 型探 针 的关 键 是对 量 子点 表 面化 学
时 , 坏 血 酸 的线 性 检 测 范 围为 0 2 抗 .5~1 m lL 检 出 限 为 3 m  ̄L 相 对 标 准 偏 差 为 2 6 (0 m LL 6 o , / 6n o , . % 1 o/ , n=1 ) .该 探 针 可 用 于 维 生 素 c片剂 和 人 血 浆 中抗 坏 血 酸 的快 速 、 敏 和 选择 性 检 测 . 1 灵 关键 词 CT d e量 子 点 ; 光 探针 ; 坏 血 酸 荧 抗
号 :N 9 150 ,N 9 65 0 ,N 9 4 50 N100 0 3 10 00 4, 10 0 0 2 资 助 . 00 0 0 1 0 00 0 1 0 0 00 4, 0 35 0 ,N 0 3 50 N 0 6 5 0 ) 联 系 人 简 介 : 建 华 , ,博 士 ,教 授 , 士 生 导 师 ,主要 从 事 流 动 注射 分 析 技 术 及 样 品 预处 理 研 究 . 王 男 博
的调控 ,其 中基 于金属 离子 修饰 的量子点 增强型 传感模 式 已有 报道 .如将 Hg 与水溶 性量 子点结 合可 “ 导致 量子点 的荧 光 猝 灭 ,而硫 醇 的加 入 使 量 子 点 的荧 光 得 以 恢 复 ,从 而 实 现 对 硫 醇 的 快 速 灵 敏 检 测 .通 过不 同金属 离子修 饰量子 点还 可分 别 实现 对 C 和组 氨 酸 的检 测 ’j 坏血 酸 是人 体必 N一 ” .抗 需 的维 生素 , 对维 持人 体正常生 理机 能起着 至关 重要 的作 用 , 生命 体 中重 要 的抗 氧 化剂 、辅酶 因 子 是 及神经传 递素 相关酶 的组成 成分 .因此 , 立能 够方便 、 确地检 测抗 坏血 酸含 量 的方法 具有 积极 建 准 的意义 .检测 抗坏血 酸 的常用方 法有光 学法 78,电化学 法 ,] 11 ,] 12 和色谱 法 。 .利用微 孔板 量热式 90 。等 殂 生物传感 器 及通 过化 学氧化 还原方 法来调控 量子 点 的表面 化学 性质 均 可用 于抗 坏血 酸 的快 速定