熒光碳材料的合成及其在生物硫醇檢測中的應(yīng)用.pdf

1、生物傳感器是分析檢測領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境及食品檢測方面，而且其具有高靈敏度、低成本、快速檢測、易于動(dòng)態(tài)監(jiān)測、操作方便等眾多優(yōu)勢。其中，熒光傳感器是基于分子識(shí)別和熒光技術(shù)兩者的有機(jī)結(jié)合，通過熒光信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制將分子結(jié)合信息轉(zhuǎn)換為熒光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)分子水平上原位實(shí)時(shí)檢測的一種新型可靠的檢測手段。生物硫醇在人體生理活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，其濃度與眾多人類疾病密切相關(guān)，所以生物、環(huán)境樣品中生物硫醇小分子的檢測引起了研究者們的

2、普遍關(guān)注和濃厚興趣。本論文圍繞合成含碳無機(jī)納米材料及苯炔類有機(jī)材料，構(gòu)建出多種不同熒光信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制的熒光傳感器，以實(shí)現(xiàn)對生物硫醇類小分子的檢測。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.基于碳點(diǎn)-二氧化錳納米復(fù)合物熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)的谷胱甘肽熒光傳感分析以有機(jī)硅烷作為協(xié)同試劑合成一種高熒光量子效率的碳點(diǎn)，與一種花狀二氧化錳通過一步合成的簡單方法合成該納米復(fù)合物。由于碳點(diǎn)與二氧化錳之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，碳點(diǎn)的熒光會(huì)被二氧化錳猝滅。當(dāng)

3、引入谷胱甘肽時(shí)，由于二氧化錳被谷胱甘肽還原為二價(jià)錳，會(huì)導(dǎo)致FRET消失。與其他電解質(zhì)和生物分子相比，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)傳感器對谷胱甘肽有很好的選擇性。在最佳條件下，這種傳感器的線性范圍為0.03-974.1μmol·L-1，檢測限為0.015μmol·L-1。另外，這種熒光傳感器有價(jià)格低廉，選擇性高，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　2.基于石墨烯氮化碳（g-C3N4）納米片-發(fā)色探針熒光內(nèi)濾效應(yīng)(IFE)的谷胱甘肽熒光傳感分析通過水熱法合成一

4、種超薄g-C3N4納米片和一種對谷胱甘肽有專一吸收響應(yīng)的發(fā)色探針，兩者之間分子可通過π-π相互作用構(gòu)建熒光內(nèi)濾效應(yīng)傳感器。當(dāng)硫醇類引入該體系，由于“內(nèi)濾效應(yīng)關(guān)閉”，會(huì)出現(xiàn)明顯的熒光恢復(fù)現(xiàn)象。我們選擇谷胱甘肽作為模型進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)此IFE傳感器線性范圍為0.05μM·L-1-1.0μM·L-1，檢測限為0.01μmol·L-1。另外，此傳感器成功應(yīng)用在了人類血清樣品硫醇含量檢測中。
　　3.基于醛基-P酸探針光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)

5、半胱氨酸和同型半胱氨酸熒光傳感分析此探針的合成基于引入醛基官能團(tuán)于穩(wěn)定的π共軛材料P酸（1，4-二（對乙炔基苯甲酸）-2，5-二甲氧基苯）上。此探針由于其熒光團(tuán)（P酸）與識(shí)別基團(tuán)（醛基）之間供體光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(d-PET)作用發(fā)生熒光猝滅，當(dāng)遇到硫醇類，特別是半胱氨酸與同型半胱氨酸，d-PET作用發(fā)生抑制，熒光恢復(fù)，成功構(gòu)建了一種開關(guān)型熒光探針。在最佳條件下，半胱氨酸線性范圍為4-95 nM·L-1，最低檢測限為3.0 nM·L-1。此