王颖怡:荧光碳点的制备、表征及其在药物检测中的应用论文

王颖怡:荧光碳点的制备、表征及其在药物检测中的应用论文

本文主要研究内容

作者王颖怡(2019)在《荧光碳点的制备、表征及其在药物检测中的应用》一文中研究指出:碳点(Carbon dots,CDs)作为一种新兴荧光纳米材料,在荧光性能和生物相容性等方面优势明显,因此引起了研究者们的极大关注和兴趣。与传统纳米材料相比,碳点具有更大的比表面积,更小的尺寸和更优良的光学性质。近十年来,经过研究者的努力和探索,碳点已广泛应用于分析传感、生物成像、环境监测、能源转换、信息加密、光催化、载药等领域。因此进一步探索绿色环保、简便有效的合成方法来制备性质优良的碳点,并拓展其在分析检测领域中的应用具有重要意义。本文通过水热法制备了多种不同的荧光碳点,探索了碳点的元素构成及稳定性等性质,并以其荧光为信号基础构建了多种灵敏检测药物的荧光分析方法,同时探究了分析检测的机理。具体研究内容如下:(1)以烟丝为碳源制备荧光碳点并应用于四环素类药物的鉴别与检测虽然目前已有部分关于使用荧光探针分析四环素类药物(Tetracyclines,TCs)的报道,但能够鉴别和检测四环素类药物的方法却很少。本文以烟丝作为原料在高温及碱性条件下制备了荧光量子产率高达27.9%的碳点(T-CDs),不仅颗粒均匀还拥有优异的光学性质。该碳点主要包含C、N、O三种元素,在波长为335 nm的光激发下,在440 nm处具有最佳发射波长。由于T-CDs含有丰富的官能团导致了其表面缺陷的形成,但不同的TCs与T-CDs间作用位点及结合量不同,因此与T-CDs作用后光学响应也不同。基于该碳点与四环素类药物的不同响应,分别建立了准确、灵敏的荧光分析方法。具体来说,四环素(Tetracycline,TC)在没有荧光位移(Em=440 nm)的情况下,由于内滤效应(IFE)对T-CDs的荧光产生猝灭作用,此时带隙为2.343 eV。碳点荧光强度的减少(F0/F-1)与所加TC溶液的浓度在15.5 nmol/L-6μmol/L范围内呈线性关系,最低检测限(3σ)达到5.18 nmol/L。而金霉素(Chlortetracycline,CTC)能够导致T-CDs荧光蓝移(Em=415 nm),这一现象是主要由能量带隙增大引起的,带隙从2.343 eV增加到2.358 eV。由于吸电子基(-Cl)的存在,导致金霉素分子中共轭环的电子云密度与四环素、土霉素(Oytetracycline,OTC)两者相比较低,更易于与带负电的T-CDs结合,形成更稳定的体系从而引起荧光信号的增强。其荧光强度的增强(F/F0-1)与CTC溶液的浓度在20 nmol/L-0.2μmol/L之间有良好的线性关系,其检测限(3σ)为14nmol/L。相反,当OTC添加到T-CDs体系时可观察到荧光光谱发生红移(Em=500nm),带隙从2.343 eV减少到2.151 eV。IFE效应的出现使得T-CDs的荧光强度随着OTC含量的增加而降低,线性范围能从20 nmol/L-2μmol/L,最低检测限(3σ)可达6.06 nmol/L。随后,本课题提出了一种视觉鉴别新策略,基于T-CDs的优良性质,可借助紫外光研发裸眼定性识别三种四环素类药物的试纸条,为成功实现对四环素类药物的即时“预判”与“精准”分析双模式检测方法提供理论支撑。(2)以羧甲基纤维素钠为碳源合成荧光碳点用于同时检测异烟肼及H2O2近年来,异烟肼(Isoniazid,Isonicotinyl hydrazlde)被广泛应用于人类抗结核治疗,是临床上一线的治疗药物,然而体内高剂量的异烟肼会产生肝毒性等副作用。因此,准确检测异烟肼具有重要的实际意义。本课题以羧甲基纤维素钠为碳源,通过水热法制备了尺寸均匀的蓝色荧光碳点(CMC-CDs),该碳点的最佳激发和发射波长为320 nm和420 nm,同时荧光量子产率为13.49%,具有耐光漂白性等特点。通过XPS、FITR等技术分析,C、O是构成CMC-CDs的主要元素,其表面富含含氧官能团。基于CMC-CDs与异烟肼之间氢键的形成,导致CMC-CDs之间发生明显的聚集,其荧光信号明显降低。随后引入过氧化氢(H2O2)可氧化CMC-CDs-isoniazid复合物,从而破坏其分子间作用力并打破聚集,能够实现异烟肼和H2O2同时灵敏检测。CMC-CDs的荧光强度降低值(F0/F-1)与异烟肼的浓度呈良好线性关系,线性范围为20 nmol/L-6μmol/L,检测限(3σ)为5.1 nmol/L。同时,探针的荧光强度增强值(F/F0-1)与H2O2的浓度也具有良好的线性关系,其线性范围为4-800 nmol/L,检测限(3σ)为1.6 nmol/L。所得结果证明构建的“on-off-on”策略可同时实现对两种药物的分析检测,拓展了碳点在分析检测中的应用。以上工作,研究了荧光碳点的制备、表征及其在药物分析、鉴别中的应用。为深层次的认知、研究荧光碳点,提供了新的思路。为拓展碳点在分析检测、药物鉴别等方面的应用提供了更丰富的理论基础。

Abstract

tan dian (Carbon dots,CDs)zuo wei yi chong xin xing ying guang na mi cai liao ,zai ying guang xing neng he sheng wu xiang rong xing deng fang mian you shi ming xian ,yin ci yin qi le yan jiu zhe men de ji da guan zhu he xing qu 。yu chuan tong na mi cai liao xiang bi ,tan dian ju you geng da de bi biao mian ji ,geng xiao de che cun he geng you liang de guang xue xing zhi 。jin shi nian lai ,jing guo yan jiu zhe de nu li he tan suo ,tan dian yi an fan ying yong yu fen xi chuan gan 、sheng wu cheng xiang 、huan jing jian ce 、neng yuan zhuai huan 、xin xi jia mi 、guang cui hua 、zai yao deng ling yu 。yin ci jin yi bu tan suo lu se huan bao 、jian bian you xiao de ge cheng fang fa lai zhi bei xing zhi you liang de tan dian ,bing ta zhan ji zai fen xi jian ce ling yu zhong de ying yong ju you chong yao yi yi 。ben wen tong guo shui re fa zhi bei le duo chong bu tong de ying guang tan dian ,tan suo le tan dian de yuan su gou cheng ji wen ding xing deng xing zhi ,bing yi ji ying guang wei xin hao ji chu gou jian le duo chong ling min jian ce yao wu de ying guang fen xi fang fa ,tong shi tan jiu le fen xi jian ce de ji li 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :(1)yi yan si wei tan yuan zhi bei ying guang tan dian bing ying yong yu si huan su lei yao wu de jian bie yu jian ce sui ran mu qian yi you bu fen guan yu shi yong ying guang tan zhen fen xi si huan su lei yao wu (Tetracyclines,TCs)de bao dao ,dan neng gou jian bie he jian ce si huan su lei yao wu de fang fa que hen shao 。ben wen yi yan si zuo wei yuan liao zai gao wen ji jian xing tiao jian xia zhi bei le ying guang liang zi chan lv gao da 27.9%de tan dian (T-CDs),bu jin ke li jun yun hai yong you you yi de guang xue xing zhi 。gai tan dian zhu yao bao han C、N、Osan chong yuan su ,zai bo chang wei 335 nmde guang ji fa xia ,zai 440 nmchu ju you zui jia fa she bo chang 。you yu T-CDshan you feng fu de guan neng tuan dao zhi le ji biao mian que xian de xing cheng ,dan bu tong de TCsyu T-CDsjian zuo yong wei dian ji jie ge liang bu tong ,yin ci yu T-CDszuo yong hou guang xue xiang ying ye bu tong 。ji yu gai tan dian yu si huan su lei yao wu de bu tong xiang ying ,fen bie jian li le zhun que 、ling min de ying guang fen xi fang fa 。ju ti lai shui ,si huan su (Tetracycline,TC)zai mei you ying guang wei yi (Em=440 nm)de qing kuang xia ,you yu nei lv xiao ying (IFE)dui T-CDsde ying guang chan sheng cu mie zuo yong ,ci shi dai xi wei 2.343 eV。tan dian ying guang jiang du de jian shao (F0/F-1)yu suo jia TCrong ye de nong du zai 15.5 nmol/L-6μmol/Lfan wei nei cheng xian xing guan ji ,zui di jian ce xian (3σ)da dao 5.18 nmol/L。er jin mei su (Chlortetracycline,CTC)neng gou dao zhi T-CDsying guang lan yi (Em=415 nm),zhe yi xian xiang shi zhu yao you neng liang dai xi zeng da yin qi de ,dai xi cong 2.343 eVzeng jia dao 2.358 eV。you yu xi dian zi ji (-Cl)de cun zai ,dao zhi jin mei su fen zi zhong gong e huan de dian zi yun mi du yu si huan su 、tu mei su (Oytetracycline,OTC)liang zhe xiang bi jiao di ,geng yi yu yu dai fu dian de T-CDsjie ge ,xing cheng geng wen ding de ti ji cong er yin qi ying guang xin hao de zeng jiang 。ji ying guang jiang du de zeng jiang (F/F0-1)yu CTCrong ye de nong du zai 20 nmol/L-0.2μmol/Lzhi jian you liang hao de xian xing guan ji ,ji jian ce xian (3σ)wei 14nmol/L。xiang fan ,dang OTCtian jia dao T-CDsti ji shi ke guan cha dao ying guang guang pu fa sheng gong yi (Em=500nm),dai xi cong 2.343 eVjian shao dao 2.151 eV。IFExiao ying de chu xian shi de T-CDsde ying guang jiang du sui zhao OTChan liang de zeng jia er jiang di ,xian xing fan wei neng cong 20 nmol/L-2μmol/L,zui di jian ce xian (3σ)ke da 6.06 nmol/L。sui hou ,ben ke ti di chu le yi chong shi jiao jian bie xin ce lve ,ji yu T-CDsde you liang xing zhi ,ke jie zhu zi wai guang yan fa luo yan ding xing shi bie san chong si huan su lei yao wu de shi zhi tiao ,wei cheng gong shi xian dui si huan su lei yao wu de ji shi “yu pan ”yu “jing zhun ”fen xi shuang mo shi jian ce fang fa di gong li lun zhi cheng 。(2)yi suo jia ji qian wei su na wei tan yuan ge cheng ying guang tan dian yong yu tong shi jian ce yi yan jing ji H2O2jin nian lai ,yi yan jing (Isoniazid,Isonicotinyl hydrazlde)bei an fan ying yong yu ren lei kang jie he zhi liao ,shi lin chuang shang yi xian de zhi liao yao wu ,ran er ti nei gao ji liang de yi yan jing hui chan sheng gan du xing deng fu zuo yong 。yin ci ,zhun que jian ce yi yan jing ju you chong yao de shi ji yi yi 。ben ke ti yi suo jia ji qian wei su na wei tan yuan ,tong guo shui re fa zhi bei le che cun jun yun de lan se ying guang tan dian (CMC-CDs),gai tan dian de zui jia ji fa he fa she bo chang wei 320 nmhe 420 nm,tong shi ying guang liang zi chan lv wei 13.49%,ju you nai guang piao bai xing deng te dian 。tong guo XPS、FITRdeng ji shu fen xi ,C、Oshi gou cheng CMC-CDsde zhu yao yuan su ,ji biao mian fu han han yang guan neng tuan 。ji yu CMC-CDsyu yi yan jing zhi jian qing jian de xing cheng ,dao zhi CMC-CDszhi jian fa sheng ming xian de ju ji ,ji ying guang xin hao ming xian jiang di 。sui hou yin ru guo yang hua qing (H2O2)ke yang hua CMC-CDs-isoniazidfu ge wu ,cong er po huai ji fen zi jian zuo yong li bing da po ju ji ,neng gou shi xian yi yan jing he H2O2tong shi ling min jian ce 。CMC-CDsde ying guang jiang du jiang di zhi (F0/F-1)yu yi yan jing de nong du cheng liang hao xian xing guan ji ,xian xing fan wei wei 20 nmol/L-6μmol/L,jian ce xian (3σ)wei 5.1 nmol/L。tong shi ,tan zhen de ying guang jiang du zeng jiang zhi (F/F0-1)yu H2O2de nong du ye ju you liang hao de xian xing guan ji ,ji xian xing fan wei wei 4-800 nmol/L,jian ce xian (3σ)wei 1.6 nmol/L。suo de jie guo zheng ming gou jian de “on-off-on”ce lve ke tong shi shi xian dui liang chong yao wu de fen xi jian ce ,ta zhan le tan dian zai fen xi jian ce zhong de ying yong 。yi shang gong zuo ,yan jiu le ying guang tan dian de zhi bei 、biao zheng ji ji zai yao wu fen xi 、jian bie zhong de ying yong 。wei shen ceng ci de ren zhi 、yan jiu ying guang tan dian ,di gong le xin de sai lu 。wei ta zhan tan dian zai fen xi jian ce 、yao wu jian bie deng fang mian de ying yong di gong le geng feng fu de li lun ji chu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西南大学的王颖怡,发表于刊物西南大学2019-09-24论文,是一篇关于异烟肼论文,四环素类药物论文,过氧化氢论文,碳点论文,分析检测论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西南大学2019-09-24论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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