以提高光学发光强度为导向的碳量子点的功能化及其对Co(Ⅱ)高选择性的传感

摘要

钴(Cobalt，Co(Ⅱ))是一种自然界中普遍存在的重金属元素。广泛存在于大气、岩石、河流、土壤、动植物中。钴是工业生产的重要元素也是人类必需的微量元素，Co(Ⅱ)的含量与人体的健康有着密切的关系，是诊断各种代谢紊乱疾病的重要指标。因此，准确而专一地检测Co(Ⅱ)的含量对科学研究和临床诊断都具有重要意义。目前，传统的原子吸收和电感耦合等离子体质谱法检测Co(Ⅱ)含量都需要昂贵的仪器设备，而紫外和荧光分光光度法普遍选择性差、灵敏度低，受限于实际应用。本论文基于碳量子点催化Co(Ⅱ)参与的类芬顿反应产生化学发光，建立了一种高选择性、高灵敏度地检测Co(Ⅱ)的新方法。论文中主要的内容简述如下:
　　 (1)通过研究发现，微波法制备的以聚乙二醇1500(PEG1500)作为保护试剂的碳量子点，对Co(Ⅱ)参与的类芬顿体系的化学发光可以起到增敏作用，而在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在下，Co(Ⅱ)展现出超强的化学发光信号。推测这是由于碳量子点包覆的高分子链PEG1500与CTAB形成特殊的“珠链”模型对化学发光起到独特增敏作用，而在此条件下，Co(Ⅱ)的催化效率比其他金属离子快。基于这个原理，可以成功地将PEG1500保护的碳量子点应用于Co(Ⅱ)-H2O2类芬顿反应化学发光的催化，从而实现对HepG2细胞中Co(Ⅱ)的高灵敏、选择性测定。
　　 (2)提出了一种快速简便制备高化学发光强度的碳量子点的新方法，该碳量子点尺寸均一，分散性好。通过实验证实了碳量子点表面由双层CTAB保护，本文探讨了这种新型碳量子点对Co(Ⅱ)-H2O2类芬顿体系的增敏机理，并成功应用于河水中Co(Ⅱ)的检测，效果令人满意。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

缩写对照

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 碳量子点基本概念

1．3 碳量子点的合成方法

1．3．1 电化学合成法

1．3．2 燃烧／热解／水热／酸化氧化法

1．3．3 模板法

1．3．4 微波／超声法

1．3．5 电弧放电法

1．3．6 激光消融／钝化法

1．3．7 等离子体法

1．4 碳量子点的性质和应用

1．4．1 碳量子点的组成和结构

1．4．2 碳量子点的吸光度和荧光性质

1．4．3 碳量子点的电致化学发光和化学发光

1．4．4 碳量子点的光催化作用

1．5 常见的检测Co(Ⅱ)的方法

1．5．1 分光光度法

1．5．2 原子吸收法

1．5．3 电感耦合等离子发射光谱/质谱法

1．5．4 电化学法

1．5．5 化学发光法

1．6 本课题的提出

1．6．1 主要内容

1．6．2 研究意义

第二章 基于珠链微环境功能化的碳量子点增敏类芬顿体系化学发光对HepG2细胞中Co(Ⅱ)高选择性传感

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 化学试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 碳量子点的制备

2．2．4 碳量子点的表征

2．2．5 化学发光的测定

2．2．6 HepG2细胞的预处理

2．3 结果与讨论

2．3．1 选择性测定Co(Ⅱ)的机理

2．3．2 高分子-表面活性剂微环境

2．3．3 发光体

2．3．4 机理讨论

2．3．5 实际样品

2．4 结论

第三章 高化学发光碳量子点制备及其对环境水样中Co(Ⅱ)的传感

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器

3．2．2 化学试剂

3．2．3 合成碳量子点

3．2．4 化学发光的测定

3．2．5 样品处理

3．3 结果与讨论

3．3．1 碳量子点的表征

3．3．2 碳量子点外双层CTAB结构

3．3．3 碳量子点对Co(Ⅱ)-H2O2-OH体系化学发光的增敏作用

3．3．4 条件优化

3．3．5 对Co(Ⅱ)选择性传感的机理讨论

3．3．6 发光体

3．3．7 河水中Co(Ⅱ)的检测

3．4 结论

第四章 结论

参考文献

致谢

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