基于碳量子点荧光传感器的构建及对汞离子的可视化检测研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangxiaoxi21
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
汞是毒性最强的重金属元素之一,其中无机汞中的升汞(二价汞)毒性极强。汞污染主要以水体为媒介,农作物常年暴露在大气中,根植于土壤,借助自然界养分和水分生长,农作物作为食物链的重要一环,伴随的各种污染也随食物链富集,最终进入人体组织。Hg(Ⅱ)进入人体内,可在人体器官中富集,破坏中枢神经系统,导致人体代谢紊乱等。因此,监控环境中Hg(Ⅱ)含量,对最终保证人体健康具有重要的意义。但目前对于Hg(Ⅱ)的检测大多依托于大型仪器且操作过程繁琐,实时现场检测Hg(Ⅱ)含量仍然面临巨大的挑战。随着纳米材料的出现,荧光传感分析技术也在过去的十几年得到了极大的发展。通过合成荧光纳米材料——如量子点,可以构建灵敏度更高、抗干扰能力更强的荧光传感器。另外,根据荧光探针的性能选择合适的基底材料,可以进一步制备纸基芯片,实现Hg(Ⅱ)的现场可视化检测。因此,本文设计了四种荧光探针,构建了具有高稳定性和高选择性的荧光传感器,实现对Hg(Ⅱ)的现场快速可视化检测。具体研究工作如下:(1)采用一锅水热法,利用邻苯二酚和乙二胺合成氮掺杂碳量子点(NCQDs),对其进行透射电镜、X射线衍射、红外等系列表征,分析N-CQDs的尺寸大小、元素组成以及官能团种类等。以此荧光探针构建了荧光传感器,该材料因为苯环这一不饱和基团,具有稳定的荧光信号。Hg(Ⅱ)可与荧光探针反应,形成基态化合物,诱导配体至金属离子的电荷转移(LMCT)效应,导致荧光猝灭。荧光探针对Hg(Ⅱ)表现出良好的响应效果,优化了p H和时间等相关影响因素,在最适条件下,对于Hg(Ⅱ)的检测,在15 n M-10μM宽浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限低至8 n M。已将该碳量子点用于环境水、高粱及大米中Hg(Ⅱ)的加标检测,并修饰到纸基芯片上实现了Hg(Ⅱ)的识别和半定量检测,说明该荧光探针在现场可视化检测Hg(Ⅱ)具有应用价值。(2)基于单一苯环基团的碳量子点荧光传感器虽然稳定性较好,但是较高的检测限影响了微量Hg(Ⅱ)的监测。因此将叶酸分别与间苯二胺、对苯二胺反应,利用叶酸的共轭杂环与苯环协同发光,由于苯环上氨基位置的变化,合成的复合物Ⅰ(叶酸+间苯二胺)和复合物Ⅱ(叶酸+对苯二胺)分别对Hg(Ⅱ)有不同的响应效果(荧光猝灭和荧光增强)。复合物Ⅰ在5 n M-200 n M线性范围内的检测限低至0.8 n M;复合物Ⅱ有较宽的线性范围(100 n M-5000 n M)。两类荧光传感器均显示出可视化检测Hg(Ⅱ)的能力,整合到PVDF薄膜上构建纸基芯片,对Hg(Ⅱ)检测具有良好的效果,成本低廉且具有规模化应用潜力。(3)考虑到引入叶酸合成碳量子点的优异特性,再以其为基础,加入新元素——硅,探索具有更好检测性能的荧光传感器,以3-氨丙基三甲氧基硅烷为硅源与叶酸采用一步合成法,以此构建了氮、硅掺杂的碳量子点——N,Si-CQDs,该传感器无论在稳定性还是Hg(Ⅱ)的检测范围上都有很大程度的提升。另外,构建的纸基芯片不仅可以实现Hg(Ⅱ)的特异性识别,由于荧光猝灭圈大小与Hg(Ⅱ)浓度在一定范围内具有良好的线性关系,可进一步实现定量检测,对于现场快速可视化检测具有更重要的意义以及更大的实际应用潜力。
其他文献
近些年来随着自然灾害的频繁发生,给全球人民的生命安全以及财产安全带来了巨大威胁。在这些自然灾害中,地震造成的损失尤为严重。近年来,随着科技的不断进步,进一步改善了建筑结构的抗震设计,同时通过改进建筑材料进一步增加了建筑结构的抗震性能。本文通过总结砌体结构的抗震措施以及抗震性能,希望能够为砌体结构的抗震提供借鉴,同时利用有限元软件进行砌体结构的抗震验算、隔震减震等辅助分析。
期刊
<正>习近平总书记在党的二十大报告中指出,新时代的十年,我们党“采取一系列战略性举措,推进一系列变革性实践,实现一系列突破性进展,取得一系列标志性成果”“党和国家事业取得历史性成就、发生历史性变革,推动我国迈上全面建设社会主义现代化国家新征程”。从党的十八大到党的二十大,我们党以巨大的政治勇气和非凡的政治智慧,顺应历史潮流、时代潮流,把握世界大势、人心所向,团结带领全国各族人民立足社会性变革,推进
期刊
目的:血常规是目前评估一个人健康状态最常用、简便、快捷的辅助检查。在孕妇怀孕期间,其体内发生的各种生理变化或直接或间接的引起孕妇血常规指标的变化,因此正常非孕成人的血常规参考范围或许并不适用于孕妇。本研究旨在为妊娠期妇女建立血常规正常参考区间,并探讨血常规参数与妊娠期糖尿病(GDM)和妊娠期亚临床甲状腺功能异常之间的相关性,以求用最简单的手段预测孕妇发生GDM和亚临床甲状腺功能异常的风险。研究方法
学位
装配式结构目前广泛应用于工程领域。套筒灌浆是装配式结构节点连接的重要形式,也是装配式结构保持结构整体性的重要途径。利用有限元方法揭示了高温后钢筋套筒灌浆节点的温度场分布情况。首先,应用ABAQUS有限元软件建立考虑升降温过程的装配式剪力墙温度场模型,与现有试验结果对比分析,验证了模型的准确性。考虑受火时间等参数的影响,结合ISO-834标准升温曲线,对高温后钢筋套筒灌浆温度分布进行了分析,得出了套
期刊
小企业融资难、发展难的问题一直是我国经济发展的难题,股份制商业银行面向小企业开展普惠金融信贷业务,能够帮助部分小企业解决融资难的问题,让小企业享受时代红利。小企业信贷风险管理与大企业有所不同,股份制银行需要进行相应的研究,本文以兴业银行为研究对象,分析股份制银行开展小企业信贷业务的必要性和遇到的问题,探讨小企业信贷业务风险管理的可行策略,探讨优化客户经理团队和应用信息技术的方式,为股份制银行和小企
期刊
1.经五种不同剂量(10×10~6、2×10~7、5×10~7、1×10~8和2×10~8拉特)的γ-射线辐照过的聚乙烯样品,在它们的二甲苯稀溶液中于同一个结晶条件下培养出来的一组晶体,在形态方面随着剂量的增大而发生有规律的变化。凝胶点以前,得到的是单晶体;凝胶点以后,随剂量的增大得到越来越不规则的树枝晶。但是,若降低恒温的温度或减慢冷却的速率,则可以得到较为规则的树枝晶或单晶体。因而作者认为:上
期刊
舆论与司法作为两种特殊社会力量,彼此之间有着广泛且深刻的联系。从于欢案至彭宇案,可以看出公众舆论在对司法公正审判起着至关重要作用的同时,其同样会造成司法独立的侵犯,二者存在一定冲突。公众舆论是指一定社会群体对社会现实所作出的具有价值性的、存在复位交叉并基于此形成的普遍、共同的意见,而司法审判则是以独立性作为其活动的最重要的特性。著名传播学家拉斯韦尔在1948年发表的《传播在社会中的结构与功能》中,
学位
乡村振兴离不开科技创新的支撑,湖北省通过乡村振兴科技创新示范基地建设,推进乡村振兴战略实施。在明确乡村振兴科技创新示范基地特点的基础上,分析不同类型科技创新示范基地的建设形式;通过案例分析,说明科技创新示范基地在推广农业技术、促进农民就业、提高农民收入、集聚创新资源和促进农业科技成果转化等方面对乡村振兴的作用成效;从支持力度、产学研合作、示范带动作用和社会影响力等方面指出湖北省乡村振兴科技创新示范
期刊
随着工业和农业的快速发展,人类对于更为快速、便捷、灵敏的检测技术和方法的需求日益增长。比色生物传感器由于具有制备简单、检测快速、灵敏度高、成本低廉等优点而备受关注。常见的化学底物如3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)较易发生显色反应,生成具有颜色特征的氧化型TMB(oxTMB),因此被广泛应用于比色检测。相较于化学分子的比色读出,基于纳米材料的比色传感器更具优势。贵金属纳米材料具有独特的局域
学位
在数学学习活动中,学习拖延是一种非理性的行为,不仅影响了高中生完成数学学业,还阻碍了他们达成自己的目标,同时会给个体产生不良的情绪状态。在追求高效的当今时代,数学学习拖延应该得到重视。而教师是学校环境中最重要的社会主体,是社会支持的重要来源,也是教学活动的规划者、组织者、引导者和实践者。来自教师的社会支持对学生学业行为和学习结果发挥着十分重要的作用。因此,本研究以高中生为研究对象,基于社会支持理论
学位