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量子点的水相合成及其在食品分析检测中的应用

石宝琴

   量子点,是近些年来发展起来的一种特殊的新型荧光探针,与传统的有机染料相比,其具有激发光谱宽、发射光谱窄且对称、良好的光化学稳定性、以及抗光漂白作用等很多独特的性质,使之成为当今各种分析科学研究的热点。其在生物学、化学、分子生物学等领域显示了十分广阔的应用前景。本文在查阅大量文献,总结前人工作的基础上,完成量子点的合成、表征以及量子点在食品中有害因素及营养因素的分析检测等实验内容: 采用简便的胶体水相法制备了高荧光强度且稳定性良好的ZnSe量子点(ZnSeQDs),克服了以往水相合成法稳定性差、量子产率低等缺陷。优化后的最佳合成条件为:以还原型L-谷胱甘肽作为稳定剂,L-谷胱甘肽:Se2-:Zn2+摩尔比为5:1:5,介质pH10.5,反应温度在90℃至100℃之间。且合成后不需要采取任何光照后处理,ZnSe QDs的量子产率(QYs)即可高达50.1%,放置三个月后荧光强度基本不变,水溶性优良。用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、荧光分光光度法(FL)、透射电子显微镜(TEM)等分析检测手段,对得到的ZnSe QDs的性能进行表征。合成的量子点在300 nm激发下发蓝紫色荧光(370 nm),其优良的光化学特性将有利于其在光热器件的制造及化学生物领域的应用。 将水相合成的新型ZnSe量子点应用于金属离子的检测。利用其有效官能团与铅离子作用,导致量子点的荧光猝灭,建立了测定Pb2+的新方法,并且谈到了Pb2+与还原型L-谷胱甘肽修饰的量子点的反应机理,优化了反应浓度、介质pH值、反应时间及其他检测条件。在最佳检测条件下,该量子点检测Pb2+的线性范围为1.0×10-8-8.0×10-7mol/L,相关系数为0.999,检测限达到0.71 nmol/L。证明该方法在铅离子的检测中表现出良好的选择性及灵敏度。 本研究以NaHSe和CdCl2为前体物质,L-谷胱甘肽为稳定剂在无氧、搅拌氛围下直接合成了水溶性CdSe量子点。同时研究了pH值、时间、温度等反应条件对量子点荧光性能的影响,并利用透射电镜、紫外光谱、荧光光谱等对合成的CdSe量子点进行了表征。此外,本章以合成的水溶性CdSe量子点作为标记物,利用荧光检测方法快速检测大肠杆菌(E.coli)。将CdSe QDs与目标细菌共价结合,利用荧光显微镜观察细菌细胞与量子点的结合情况。研究结果表明:合成的量子点具有稳定、荧光性能良好等突出优点,并能成功地与大肠杆菌结合。这种荧光检测法线性范围为103-109cfu/mL,最低检测限为102cfu/mL。大肠杆菌菌落总数之对数与荧光峰增强值呈线性关系,建立的方程为F=23.955C+362.91(r2=0.9923)。 本实验建立了CdSe QDs-罗丹明B共振能量转移体系。研究了此体系发生能量转移的最佳条件。并成功利用CdSe QDs-罗丹明B能量转移荧光猝灭法测定水溶液中的维生素B12。维生素B12在1.0×10-5-1.6×10-3 mol/L范围内与共振能量转移体系的荧光猝灭呈良好的线性关系,相关系数为0.993,方法检出限为2.3×10-7mol/L。……   
[关键词]:量子点;荧光猝灭;铅离子;大肠杆菌;荧光共振能量转移体系
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2010年