新型氮掺杂碳量子点的制备及其在荧光探针及电化学传感中的应用.pdf

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1、学校代码：10286分类号：O65密级：公开UDC：543学号：152388新型氮掺杂碳量子点的制备及其在荧光探针及电化学传感中的应用研究生姓名：吴欣然导师姓名：刘松琴教授刘安然博士申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学工程与技术2论文答辩日期2018年6月4日二级学科名称应用化学学位授予日期2018年月日答辩委员会主席丁收年评阅人丁收年王坤硕士学位论文新型氮掺杂碳量子点的制备及其在荧光探针及电化学传感中的应用专业名称：化学工程与技术研究生姓名：吴欣然导师姓名：刘松琴教授刘安然博士PREPARATIONOFNOVELNITROGEN-DOPEDCARBONQUAN

2、TUMDOTSANDAPPLICATIONFORFLUORESCENCEPROBEANDELECTROCHEMICALSENSORAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWuXinranSupervisedbyLiuSongqinLiuAnranSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityApril2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取

3、得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内

4、容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要掺氮碳量子点由于其良好的催化特性、较高的荧光量子产率以及良好的生物相容性等特点，而被逐步广泛运用于无机金属离子、有机小分子以及生物大分子的分析检测中，在构建新型的化学生物传感器上有着较大的应用潜力。本文设计并合成了一种新型的掺氮碳量子点，该量子点具有高荧光量子产率，并可以电催化酚类物质氧化。基于以上性质，分别构建了荧光探针用于铜离子的选择性检测、电化学传感器用于双酚A的高灵敏检测。本文的主要内容如下：1．设计并合成了一种新型的氮掺杂碳量子点。用柠檬酸作为碳源、聚乙酰亚胺(PEI)作

5、为氮源，在低温下用水热法一步合成。使用TEM、红外、紫外、荧光以及XPS表征等多种方法对其形貌、组分及表面基团进行了表征。这种掺氮碳量子点水溶性好、具有发射波长为441nm的蓝色荧光、荧光量子产率高(达到40.2%)并具有良好的生物相容性。2.掺氮碳量子点表面富含氨基，能够与溶液中的铜离子发生络合作用，从而猝灭量子点的荧光。基于以上原理，设计出一种专一检测铜离子的纳米荧光探针，其检测限达到了2nM。而鉴于这种掺氮碳量子点有着良好的水溶性和生物相容性，我们将其应用于实际样品中铜离子的检测以及人体肺上皮细胞中的激光共聚焦荧光成像，这表明这种荧光探针在临床医疗领域有一定的应用潜力。3.将

6、这种掺氮碳量子点修饰到玻碳电极上，发现其对双酚A的氧化有电化学催化作用，因此有望建立一种新的高效、灵敏检测双酚A的分析方法。在对实验条件进行优化之后，建立了一种新的检测双酚A的电化学传感器。通过检测催化氧化双酚A过程中电流强度的变化，实现对双酚A浓度的定量检测。这种电化学传感器制备简单、响应灵敏，检测限达到1.3nM。关键词：掺氮碳量子点，纳米荧光探针，荧光成像，电化学传感器IAbstractAbstractN-dopedcarbonquantumdotsweregraduallyappliedtothedetectionofinorganicmetalions,smallorga

7、nicmoleculesandbiomacromoleculesfortheirgoodcatalyticproperties,highfluorescencequantumyieldandgoodbiocompatibility.Hence,ithasgreatapplicationpotentialinestablishmentofchemicalbiosensorsusingthenovelnanomaterials.Inthispaper,anovelN-do