摘要
近年来，基于荧光碳量子点（CQDs）的荧光分析法因具有高灵敏度、快速、简单的优点，被广泛用于生物医药、环境监测等领域。本论文主要基于CQDs制备了四种荧光传感器，用于环丙沙星（CIP）、NO3–、PO43–、抗坏血酸（AA）及 Ce4+的荧光检测，具体内容包括以下方面： 1.以葡萄糖为碳源，采用水热法制备CQDs，结合了稀土元素配合物以及比率荧光传感器的双重优点，构建了具有高灵敏度的CQDs/Eu3+的比率荧光传感器，用于CIP的检测。在395 nm波长激发下，CQDs/Eu3+在459 nm处存在较强的蓝色荧光峰，在616 nm处存在较弱的红色荧光峰，当 CIP存在时，基于电荷转移和氢键相互作用使得 459 nm处的CQDs荧光强度增强。研究优化了CQDs和Eu3+比例、响应时间、稳定性等实验条件，结果表明：该比率荧光传感器对 CIP 具有特异性识别能力，荧光强度比（F459/F616）与不同浓度CIP（0~7 μM）之间存在良好的线性关系，对CIP的最低检测限为0.3 μM，成功用于CIP的精确灵敏检测。 2.采用水热法，将发射蓝色荧光的UiO-66-NH2与发射黄色荧光的CQDs（Y-CQDs）结合，构建了 UiO-66-NH2@Y-CQDs比率荧光传感器，用于高选择性地检测 NO3–。通过XRD、FT IR、SEM及TEM对其结构和形貌、荧光光谱对其光学性能进行表征，当NO3–浓度变化时，由于配体–金属电荷转移（LMCT）效应减弱，UiO–66–NH2的荧光增强；此外，NO3–和Y-CQDs作用促进了电荷转移导致Y-CQDs的荧光猝灭，使413 nm处的蓝色荧光与564 nm处的黄色荧光强度分别随着NO3–浓度的增加发生增强和减弱，结果表明：在最优条件下，F413/F564与 NO3–在 1~10 μM浓度范围内呈现良好的线性关系，最低检测限为0.85 μM，且对一些可能共存的物质做了相关的干扰探究，成功用于NO3–高灵敏度检测和选择性识别。 3.采用水热法合成了高荧光性的CQDs，将CQDs封装在沸石咪唑骨架-8（ZIF-8）中，根据ZIF-8的二级散射光（SOS）和CQDs的荧光，构建了CQDs@ZIF-8比率荧光传感器，用于 PO43–的检测。通过 XRD、FT IR、SEM及 TEM对复合材料进行结构及形貌分析，用荧光光谱分析荧光性能，添加PO43–后，PO43–会与ZIF-8中的Zn2+选择性地反应，使ZIF-8裂解释放出CQDs，引起CQDs的荧光恢复和SOS强度降低。结果表明：在最优条件下，F437/S732与 PO43–在 1~40 μM浓度范围内呈现良好的线性关系，最低检测限为 0.23 μM，且对一些可能共存的物质做了相关的干扰探究，成功用于 PO43–的快速检测和选择性识别。 4.采用水热法合成氮，硫掺杂的碳量子点（N, S-CQDs）及稳定性良好的金纳米团簇（BSA-AuNCs），构建了 N, S-CQDs@BSA-AuNCs 比率荧光传感器，用于连续测定Ce4+和AA。当加入Ce4+后，BSA-AuNCs被Ce4+氧化，吸引BSA-AuNCs聚集成更大的颗粒，由于聚集诱导发射（AIE）效应，其荧光增强，因此构建了一个用于Ce4+检测的“打开”型近红外荧光传感平台。随后，当加入AA后，由于Ce4+的强氧化性对AA具有很强的亲和力，从而使BSA-AuNCs表面的Ce4+脱附，导致其荧光强度降低，开发了基于Ce4+介导的N, S-CQDs@BSA-AuNCs“关闭”型近红外荧光传感策略检测AA。结果表明，该基于“关-开-关”检测机理的比率荧光传感器在最优条件下，F429/F692与Ce4+浓度之间存在良好的线性关系，最低检测限为 0.12 μM；N, S-CQDs@BSA-AuNCs/Ce4+加入AA后，F429/F692与不同浓度的AA在1~10 μM范围内也呈现良好的线性关系，最低检测限为0.19 μM。且对一些可能共存的物质做了相关的干扰探究，实现该比率荧光传感器对Ce4+、AA的选择性识别和快速检测。
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