基本信息
- 項目名稱：
- CdTe量子點的制備及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 合成了CdTe量子點并對其表面分別用巰基乙酸和巰基乙胺進行了功能化修飾，分別實現(xiàn)了對環(huán)境樣品中Pb和間苯二酚的定量測定。實驗方法的建立擴大了CdTe量子點的應(yīng)用范圍，并且消除了采用傳統(tǒng)有機染料熒光探針測定時候帶來的環(huán)境污染。
- 詳細介紹：
- 環(huán)境中的鉛通過呼吸道和消化道進入人體，會使體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，使蛋白質(zhì)正常功能受到損壞。鉛在骨骼及腎臟中積累，產(chǎn)生潛在的長期影響。間苯二酚作為一種重要的化工原料在制藥，染料和高分子材料中得到廣泛的應(yīng)用。作為一種有毒物質(zhì)，間苯二酚主要經(jīng)腸道和皮膚吸收，對人體健康危害極大。因此，建立靈敏的環(huán)境鉛和間苯二酚含量檢測方法具有重要意義。已有報道利用有機試劑與鉛形成配合物建立了靈敏的測定微量鉛的熒光方法，但這些方法手續(xù)比較繁瑣且試劑也都特殊。迄今，國內(nèi)利用分子熒光法測定環(huán)境樣品中微量鉛的方法少見報道。熒光方法具有操作簡單，分析速度快的特點，已經(jīng)用于間苯二酚的測定，但迄今所用的探針大多為有機熒光染料。 目前在水相中合成的CdTe量子點由于其優(yōu)良的熒光分析特性受到了研究者廣泛的關(guān)。本課題在參考文獻的基礎(chǔ)上，合成了表面帶負電荷的巰基乙酸修飾的和表面帶正電荷的巰基乙胺修飾的CdTe量子點，通過各種反應(yīng)條件的考察，在最佳試驗條件下分別對鉛和間苯二酚實現(xiàn)了定量測定。通過對實際樣品進行加標分析，回收率接近100%。利用合成的無機納米材料CdTe量子點作為熒光探針，消除了傳統(tǒng)有機染料在作為熒光探針應(yīng)用時候自身給環(huán)境帶來的污染。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：學習和掌握水溶性量子點合成方法，擴展量子點作為光譜探針的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)對環(huán)境有機污染物的傳感。 思路：在水相中合成不同修飾劑穩(wěn)定的CdTe量子點，分別考察與鉛、間苯二酚的相互作用，實現(xiàn)對實際樣品的定量分析。
科學性、先進性及獨特之處
- 本課題在參考文獻的基礎(chǔ)上，合成了表面帶負電荷的巰基乙酸修飾的和表面帶正電荷的巰基乙胺修飾的CdTe量子點，通過各種反應(yīng)條件的考察，在最佳試驗條件下分別對鉛和間苯二酚實現(xiàn)了定量測定。通過對實際樣品進行加標分析，回收率接近100%。利用合成的無機納米材料CdTe量子點作為熒光探針，消除了傳統(tǒng)有機染料在作為熒光探針應(yīng)用時候自身給環(huán)境帶來的污染。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本課題合成的CdTe量子點具有良好的熒光性能實現(xiàn)了對環(huán)境樣品的定量測定，減少了傳統(tǒng)有機熒光探針在測定過程中對環(huán)境帶來的污染。
學術(shù)論文摘要
- 本文分為三節(jié)。第一節(jié)敘述了碲化鎘量子點的合成、表征及光譜行為。第二節(jié)以巰基乙酸修飾CdTe量子點作為熒光探針，基于熒光猝滅法對鉛進行了定量檢測，考察了緩沖溶液體系、量子點濃度、反應(yīng)時間等多種因素的影響。第三節(jié)以巰基乙胺修飾的CdTe量子點作為熒光探針，基于熒光猝滅法對間苯二酚進行了定量檢測，考察了緩沖溶液體系、量子點濃度、反應(yīng)時間等多種因素的影響。
獲獎情況
- 巰基乙胺穩(wěn)定的CdTe量子點熒光猝滅法測定間苯二酚[J],光譜實驗室（已錄用）
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 檢索目錄 [1] 盧偉麗, 許加超, 高昕, 等. 熒光分光光度法測定褐藻酸鈉中微量鉛[J]. 中國海洋藥物雜志, 2007, 26(5): 34-37. [2] 王樹玲, 吳曉東, 于俊生, 等. 熒光光譜法測定中成藥中微量鉛[J]. 分析試驗室, 2003, 22(4): 29-31. [3] 王瑞勇, 樊靜, 馮素玲. 阻抑動力學熒光法測定痕量間苯二酚[J]. 分析化學, 2000, 28 (8): 968-970. [4] X.L. DIAO, Y.S. XIA, T.L. ZHANG, et al. Fluorescence-detecting cationic surfactants using luminescent CdTe quantum dots as probes[J]. Anal Bbioanal Chem, 2007, 388(5):1191-1197. [5] Y.S. XIA, T.L. ZHANG, C.Q. Zhu. Measurable Emission Colour Change Size-Dependent Reversible Fluorescence Quenching Of CdTe Quantum Dots by Molecular Oxygen[J]. Chemistry Letters, 2007, 36(2):242-243.
同類課題研究水平概述
- osenzweig等首次提出了以發(fā)光量子點為熒光探針選擇性檢測金屬陽離子的新方法。合成了分別用聚磷酸鹽、L-半胱氨酸、巰基乙酸修飾的CdS量子點，并研究了這些量子點對不同離子的響應(yīng)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：聚磷酸鹽修飾的量子點對幾乎所有的一價、二價陽離子都有響應(yīng)；對L-半胱氨酸修飾的量子點來說，僅Zn2+對其有增強作用，其他的生理離子如Cu2+、Mn2+和Ca2+則不敏感；而對巰基乙酸修飾的CdS量子點來說，僅Fe3+和Cu2+對其有猝滅作用，類似濃度的其他生理離子如Zn2+、Ca2+、Na+、K+對這種量子點的熒光性質(zhì)則沒有影響，若向溶液中加入適量的F-，由于F-與Fe3 +結(jié)合后生成無色的FeF63 -，可掩蔽Fe3+。 量子點熒光分析法也被用于非金屬離子的測定當中。Alfredo等則合成了tert-butyl-N-(2-mercap toethyl)-carbamate(BMC)表面修飾的CdSe量子點，以該量子點為熒光探針，可選擇性地檢測甲醇溶液中的氰根陰離子。Tomasulo成功地以[1,3]惡嗪環(huán)修飾了CdSe/ZnS量子點，能選擇性的響應(yīng)水溶液中的OH-濃度，用來準確測量溶液的pH值。在小分子化合物的測定中，Nazzal等采用聚合物薄膜包裹的CdSe量子點在氣相介質(zhì)中分別以熒光猝滅和熒光增強測定了三乙胺和芐胺。Ji等以2-巰基乙醇和有機磷水解酶穩(wěn)定處理的CdSe/ZnS量子點測定了水溶液中的磷酸二乙基對硝基苯基酯。Liang等成功地將量子點熒光猝滅法用于藥物安體舒通的測定之中。 量子點具有寬激發(fā)，窄發(fā)射，發(fā)射波長可調(diào)，發(fā)光效率高壽命長的優(yōu)點，在共振能量轉(zhuǎn)移對中注定了量子點新型的FRET分析法中是一種優(yōu)秀的能量供體。美國海軍實驗室Mattoussi等提出了一種基于量子點熒光共振能量轉(zhuǎn)換(QD-FRET)的新分析方法。他們將一種能與麥芽糖作用的蛋白質(zhì)包裹在CdSe量子點表面上，作為熒光供體。再將一種不發(fā)射熒光的染料用環(huán)糊精固定在蛋白質(zhì)上，作為能量的受體。在激發(fā)量子點時，量子點產(chǎn)生的熒光被染料吸收。當體系中引入麥芽糖時，麥芽糖會與蛋白質(zhì)作用將環(huán)糊精取代，使染料脫離量子點表面，熒光就重新釋放出來。Goldman等也用這種QD-FRET法，以適當?shù)目贵w碎片包裹的量子點測定了水相中的三硝基甲苯。
