發(fā)布時間：2018-02-28 07:51

  本文關鍵詞： 上轉(zhuǎn)換納米粒子 石墨烯量子點 單鏈DNA 銀離子檢測　出處：《蘭州交通大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：重金屬離子作為一類主要的污染源,極大的影響了環(huán)境和人類的健康。因此,實現(xiàn)對金屬離子的有效檢測具有非常重大的意義。目前,在眾多新型的傳感檢測方法中,熒光傳感分析方法因其具有高的穩(wěn)定性、很小的細胞毒性、較高的靈敏度等優(yōu)點,在重金屬離子檢測方面擁有很好的應用潛能,尤其是近年來一些新型納米熒光探針的出現(xiàn),更進一步的促進了熒光探針在各個方面的應用和研究。其中,熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)是最流行的策略之一,對目標物的檢測具有很高的靈敏度和選擇性。FRET檢測平臺的關鍵是設計一對合適的能量供受體。稀土上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光材料作為一種新型的納米材料,具有很高的化學穩(wěn)定性,很低的毒性,可調(diào)節(jié)的多色發(fā)光,在組織中較大的光穿透深度,在生物中很低的自發(fā)熒光等優(yōu)點,這些優(yōu)點使其成為FRET實驗中非常理想的熒光供體選擇。另外,石墨烯量子點作為一種新型的碳納米材料,因其具有很大的比表面積,較低的生物毒性,很高的化學惰性等優(yōu)點吸引了廣大領域科研者的探究。在之前的研究中,石墨烯量子點通常都是作為一種發(fā)光材料,很少有報道將其作為一種猝滅劑使用。因此,本文中我們設計了一種新穎的熒光傳感平臺用于Ag~+高效靈敏的檢測,基于FRET的機制,將單鏈DNA功能化的上轉(zhuǎn)換納米材料作為能量供體,石墨烯量子點作為能量受體,通過檢測能量供體上轉(zhuǎn)換熒光強度的變化進而定量目標物Ag~+的濃度。本論文的研究工作主要分為以下幾部分:(1)通過高溫熱分解的方法合成NaYF_4:Yb,Er納米粒子,并以此作為內(nèi)核結構,外附一層NaYF_4作為鈍化層,制備出核殼結構的兩層上轉(zhuǎn)換納米材料NaYF_4:Yb,Er@NaYF_4(CS-UCNPs),然后對其進行了相應的分析表征。XRD分析可知,合成的納米材料是純的六方相晶體,并且具有較高的結晶純度;TEM、DLS分析可知,納米粒子具有良好的單分散性,均一且較小的納米尺寸,單層和兩層納米粒子的尺寸分別為16 nm和20 nm;FT-IR分析可知,材料表面被油酸配體所包覆,具有疏水特性。然后通過檸檬酸配體交換的方法,成功將疏水性的CS-UCNPs轉(zhuǎn)換成親水性的Cit-UCNPs納米材料,為后續(xù)實驗的順利進行做充分的準備。(2)首先合成出氧化石墨烯,并以氧化石墨烯為原料,利用微波切割法進行切割反應,合成出石墨烯量子點,然后對其進行了相應的分析表征。TEM、HRTEM、SEM、DLS分析可知,合成的石墨烯量子點尺寸均一,平均粒徑大小為4.5 nm,分散性能優(yōu)良,并且具有非常清晰的晶格結構和較高的結晶度;FT-IR分析可知,材料表面存在很多含氧的基團,具有很好的親水性能;Raman分析可知,合成的量子點具有較大的缺陷。石墨烯量子點的成功合成和表征為后續(xù)納米探針的構建做了充分的準備。(3)基于FRET理論,我們將富含堿基C的氨標記單鏈DNA連接到納米復合材料Cit-UCNPs的表面去捕捉Ag~+,合成出對Ag~+具有高選擇性、高靈敏度的納米復合熒光探針,其中納米復合材料作為能量供體,石墨烯量子點作為能量受體。隨Ag~+濃度的逐漸增加,熒光探針在543 nm處的上轉(zhuǎn)換熒光強度逐漸增強,并且相對熒光強度與Ag~+濃度的對數(shù)呈現(xiàn)出很好的線性關系,其線性范圍在2×10-4到1μM之間,檢測限(LOD)低至60 pM,同時,這種檢測平臺對Ag~+具有非常高的選擇性。因此,本文構建新穎的納米檢測平臺有望在更加復雜的生物環(huán)境中實現(xiàn)對Ag~+的靈敏檢測。
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【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3;TB383.1

【參考文獻】

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1 王猛;稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒的合成及其在生物分析中的應用[D];東北大學;2010年

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本文編號：1546418