摘要
量子点由于具有发射光谱窄且对称、激发光谱宽且连续、强的光耐受性和优良的发光效率等独特的光学性质，受到学术界的广泛关注。掺杂量子点不仅保留了传统量子点的所有优点，而且能有效避免自猝灭问题，近年来，掺杂量子点成为化学/生物传感和生物成像领域的一个活跃的研究热点。本论文制备了水溶性ZnS掺杂量子点和掺杂核壳量子点，利用其优良的磷光特性构建了离子、小分子光学传感体系并进行了分析应用研究。主要内容包括： 第一章：概述了量子点的种类、性质和合成方法，并对掺杂型量子点的研究进展做了详细综述。 第二章：通过水热法合成并表征了N-乙酰-L-半胱氨酸修饰的锰掺杂硫化锌量子点（NAC-Mn:ZnS QDs)。以此为磷光探针，在315nm激发时，NAC-Mn:ZnS QDs在583nm发射磷光。NAC-Mn:ZnS QDs磷光强度能够随着Co2+离子浓度的增加而被强烈地猝灭。NAC-Mn:ZnS QDs探针对Co2+离子检测的线性范围为1.25X10_6M-3.25 X10-5M，检出限和相对标准偏差分别是6.00x10-8M和2.3%。干扰实验表明该量子点对钴离子有良好的选择性。通过磷光衰减实验初步验证了锰掺杂硫化锌量子点与钴离子相互作用的可能猝灭机制。建立的磷光检测方法进一步应用于自来水和池塘水中微量钴离子的测定，回收率在97.75%-103.32%。 第三章：基于儿茶素对NAC-Mn:ZnS QDs磷光的猝灭作用，优化实验条件，建立了一种快速高效测定儿茶素含量的磷光分析方法。该量子点探针检测儿茶素的线性范围为0.75pM-30.00pM，检出限达到1.15X10-8M，一些金属离子、氨基酸分子以及一些糖类分子对儿茶素的测定并未产生影响。与传统的磷光检测方法相比，以该量子点为探针的磷光检测方法无需除氧剂或者其它诱导剂，又可避免在荧光法测定中所遇到的自体荧光和基质散射现象，该方法成功地应用于人体液中儿茶素的测定。初步推断儿茶素对该量子点的磷光猝灭主要为静态猝灭作用。 第四章：通过水热法制备了L-半胱氨酸（Cys)修饰的锰掺杂的硫化锌量子点(Cys-Mn:ZnS QDs)。该量子点磷光激发波长306nm，磷光发射波长580nm。由于NAC-Mn:ZnS QDs和Cys-Mn:ZnS QDs磷光可以被L-抗坏血酸（AA)有效地猝灭，因此，它们被用作检测抗坏血酸的磷光探针。上述两种量子点探针检测抗坏血酸的线性范围分别是：2.50pM—37.50pM和2.50pM—47.50pM，相应的检出限分别达到0.72M和1.38pM。同时，详细探讨了L-抗坏血酸对这两种量子点磷光猝灭的相关机理。这两种量子点对L-抗坏血酸选择性高，可成功用于人类尿液样本中磷光检测抗坏血酸。灵敏度高和简便的操作是该方法的特点。 第五章：开发了一种基于钴离子吸附的NAC-Mn:ZnS QDs为基础检测组氨酸的off/on型磷光探针。NAC-Mn:ZnS QDs的磷光能够被钴离子有效地猝灭，这种猝灭作用归因于钴离子吸附在NAC-Mn:ZnS QDs表面，从而抑制了量子点的空穴和电子的重组。钴离子吸附的NAC-Mn:ZnS QDs的磷光由于钴离子与组氨酸的键合而被恢复。详细研究了NAC-Mn:ZnS QDs的磷光被猝灭和恢复的过程。合成的NAC-Mn:ZnS QDs为基础的磷光探针用于组氨酸的检测，检测的线性范围为1.25pM—30.00^M，检出限为0.74pM。人体尿样中的组氨酸可以成功地用构建的NAC-MnZnS QDs磷光探针检测，回收率是98.50%-103.00%。 第六章：制备和表征了对铜离子敏感的N-乙酰-L-半胱氨酸修饰的锰掺杂的硫化锌/硫化锌核壳量子点（NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs)。NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs的磷光强度随着Cu2+离子浓度的增加被强烈地猝灭，基于此，构建了检测痕量铜离子的NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs磷光探针。在优化的实验条件下，NAC-Mn:ZnS/ZnS QDs探针对Cu2+检测的线性范围为0.00M-10.00x10-6M，检出限和相对标准偏差分别为8.97nM和2.8%。这种磷光探针对铜离子比对常见的其它金属离子具有更好的选择性。通过磷光衰减实验初步探讨了掺杂核壳量子点与铜离子相互作用可能的猝灭机制。这种磷光探针用于环境水样中微量铜离子的测定，其回收率在98.60%-102.00%。
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