稀土金属掺杂双发射荧光碳量子点的设计和应用

• 作 者: 金广夏
• 机 构: 安徽师范大学
• 出 处: 安徽师范大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 稀土金属 荧光量子点 荧光探针 镧系元素 铽掺杂

近年来，基于双发射荧光纳米材料的比例荧光探针的研究受到人们广泛关注。此类探针通过将两种不同的荧光基团结合在一种纳米材料上，其中一个荧光基团作为参比，另一个作为反应基团。相比于同类有机荧光染料，双发射荧光纳米探针制备不需要精巧的分子设计和复杂的反应合成。正是基于此类思想，我们制备首例掺杂碳点的比例荧光探针。我们制备的稀土金属掺杂碳点不仅具有良好的水溶性和荧光稳定性，同时对2,6-吡啶二羧酸（DPA）检测具有良好的灵敏度和选择性。本论文共分为四章，具体内容如下。　　第一章，首先介绍了碳量子点的研究和发展历程，着重说明了掺杂碳点的研究和制备方法。其次讨论了以双发射荧光量子点构筑比例荧光探针的机理，最后探讨镧系元素荧光探针荧光产生原理并提出论文设想。　　第二章，以乙酰丙酮铕为主要原料制备铕掺杂碳量子点。所得到的碳点能在275 nm的激发波长下同时产生碳点的荧光峰和铕类化合物的荧光峰。在加入DPA后，仅有铕的发射峰增强，利用此现象可以采取比例荧光法检测DPA。通过实验,我们可以观察到比例荧光FEu/FCDs在DPA浓度范围2×10-9-5×10-6 M内呈现直线变化，最低检测限可达1.8 nM。　　第三章，我们以乙酰丙酮铽为原料，利用更为绿色简单的水热法一步合成铽掺杂碳点比例荧光探针。同时我们对铽掺杂碳点也做了一系列的荧光检测和性质分析。　　第四章，我们发现前文所制的铽掺杂碳点在和DPA结合后，加入汞离子或铜离子，铽的荧光峰会减弱。其原理可能是汞离子和铜离子与DPA完全络合作用取代了铽离子和DPA的结合。因此我们得到了Tb-CDs@DPA比例荧光探针检测铜离子和汞离子。在铜离子或汞离子浓度范围0.5-5 nM，探针比例荧光具有良好的线性关系，最低检测限达0.3 nM，且具有较好的选择性。