發(fā)布時間：2018-10-09 07:26

【摘要】：隨著經濟社會的不斷進步,環(huán)境中出現(xiàn)了大量有毒有害的污染物,如重金屬、持久性有機污染物等。因此分析和檢測環(huán)境中污染物質的種類、成分、含量以及化學形態(tài)等已成為環(huán)境分析化學的重要研究內容。傳統(tǒng)的檢測手段主要有色譜法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法、生物芯片技術、電化學方法以及免疫學方法等。但是這些傳統(tǒng)的方法存在檢測過程繁瑣、耗時長、花費高等缺點,很難實現(xiàn)有效、快速的分析檢測,且環(huán)境中的分析檢測對象往往是微量、痕量的離子和分子,還具有空間性和時間性,因此對分析方法的要求越來越高。而熒光分析法以其靈敏度高、選擇性好、操作簡便等優(yōu)勢近年來在環(huán)境分析領域得以迅速發(fā)展。本文構建了不同類型的銅納米顆粒(CuNPs)熒光傳感器,并以用于對環(huán)境和人類健康有重大影響的Hg~(2+)、Fe~(3+)和苦味酸(PA)的靈敏檢測為目標做了初步的研究與探索。主要包括以下三方面的內容:(1)以D-青霉胺(DPA)為模板,抗壞血酸為還原劑合成的DPA-CuNPs作為熒光探針靈敏地檢測Hg~(2+)。CuNPs的制備實驗是在避光條件下進行的,且可能由于金屬銅和DPA上的巰基配體之間的電荷轉移,合成的DPA-CuNPs是聚集態(tài)的,發(fā)射紅色的熒光。Hg~(2+)加入到DPA-CuNPs溶液中時,嗜金屬性的Hg~(2+)與DPA-CuNPs上的Cu易發(fā)生結合生成復合物,從而破壞DPA上的巰基與Cu的結合力,導致聚集態(tài)的DPA-CuNPs發(fā)生分散,從而致使熒光猝滅,基于此現(xiàn)象,實現(xiàn)對Hg~(2+)的檢測。同時也對實驗體系的合成比例、反應時間和pH值等實驗參數(shù)進行了優(yōu)化,在最優(yōu)條件下,考察DPA-CuNPs對Hg~(2+)濃度的線性響應以及方法的選擇性,該方法對Hg~(2+)濃度的檢測限為32 nM。據此,構建了測定Hg~(2+)的新方法并用于實際水樣品中Hg~(2+)含量的檢測,并獲得令人滿意的結果。(2)利用簡單的一鍋法,以L-組氨酸(L-His)為模板,抗壞血酸為還原劑合成的L-His-CuNPs為熒光探針實現(xiàn)高效、靈敏地檢測Fe~(3+)。作為一個帶有空d軌道的順磁性過渡金屬離子,Fe~(3+)能夠通過能量或電子轉移淬滅鄰近熒光團的熒光。而且,Fe~(3+)具有較高的熱力學親和力,能快速螯合胺基上的氮原子,拉近了鄰近的L-His-CuNPs的距離,從而分散性較好的L-His-CuNPs會發(fā)生團聚,造成熒光猝滅,由此構建了檢測Fe~(3+)的新方法,并實現(xiàn)對自然水樣中Fe~(3+)的分析測定。此外,將具有強螯合性的EDTA溶液加入到L-His-CuNPs與Fe~(3+)的混合溶液中后,發(fā)生了熒光恢復現(xiàn)象。由此推斷,Fe~(3+)和L-His-CuNPs之間的相互作用比較弱,EDTA通過與Fe~(3+)競爭打破了Fe~(3+)與L-His分子中氨基上的氮原子的結合力,從而熒光得以恢復。同時也對實驗體系的合成比例、反應時間和pH值等相關參數(shù)進行了優(yōu)化,在最優(yōu)條件下,考察L-His-CuNPs對Fe~(3+)濃度的線性響應以及方法的選擇性,該方法對Fe~(3+)濃度的檢測限為82 nM。據此,建立了測定Fe~(3+)的新體系并用于實際水樣品中Fe~(3+)含量的檢測,得到了較好的結果。(3)通過刻蝕法制備熒光CuNPs實現(xiàn)PA的創(chuàng)新檢測。首先以檸檬酸三鈉作為模板,硼氫化鈉作為還原劑,合成無熒光的尺寸較大的銅納米晶。然后利用谷胱甘肽(GSH)將銅納米晶刻蝕后制得發(fā)射藍色熒光的尺寸較小的水溶性CuNPs。制得的CuNPs在水介質中具有良好的穩(wěn)定性,且展現(xiàn)出較廣的pH范圍的響應能力,其熒光強度會隨著pH的升高而明顯增強。此外,可能是由于PA和CuNPs之間的內濾效應,合成的CuNPs的熒光能被PA有效猝滅,而其它結構類似的化合物和硝基爆炸物幾乎不能猝滅CuNPs的熒光。因此,所制備的CuNPs熒光探針能在水溶液中實現(xiàn)PA的特異性和靈敏檢測,該方法對PA濃度的檢測限為65 nM。據此,發(fā)展了測定PA的新方法并用于實際水樣品中PA含量的檢測,得到了滿意的結果。
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【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3;TP212;X830

【參考文獻】

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1 劉清明;周德璧;山本雄也;市野良一;興戶正純;;NaBH_4的水性還原法制備納米銅顆粒(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年01期

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本文編號：2258474