摘要
近年来，氨基酸和抗生素的滥用问题日益严重。由于它们在自然界中不能被快速分解，以致于在土壤和水体中的残留量过高，进而对微生物、水生生物、土壤以及水体本身产生负面影响。此外，这些残留物还会通过食物链富集进入到人体中，导致体内氨基酸水平异常和抗生素含量超标，诱发多种疾病。因此，实现对氨基酸和抗生素含量的快速高灵敏检测具有重要的意义。手性碳量子点（手性CDs）因其简单的制备过程、优异的荧光性能、较强的光稳定性和出色的手性识别能力已经在手性检测领域受到广泛关注。本文使用两种不同的手性前驱体合成了两种手性CDs,分别用于手性检测L-半胱氨酸（L-Cys）和左氧氟沙星（LEV）。全文具体研究内容概括如下: 1.以柠檬酸（CA）为碳源，L-甲硫氨酸（L-Met）为手性源，水热法（180℃90min）合成了 L-Met-CDs,并对其形貌结构、元素组成、官能团种类以及光学性质进行了详细表征。L-Met-CDs在水溶液中分散均匀且呈球形，平均粒径为3.99 nm。L-Met-CDs在195-205 nm处的手性信号源自于L-Met,205-240 nm处出现新的手性信号源于π-π*跃迁。在紫外光激发下L-Met-CDs发出蓝色荧光，相对荧光量子产率为22.38％,最大激发波长和发射波长分别为340 nm和469 nm,并且表现出良好的光稳定性。L-Met-CDs的荧光可以被Fe3+高效猝灭，以此构建定量检测Fe3+体系，检出限为0.1016 μmol/L,远低于国家饮用水标准规定的生活饮用水中铁含量的检测限。在L-Met-CDs@Fe3+体系中，加入L-Cys能够有效恢复其荧光，而D-Cys则不能使其荧光恢复，因此可以有效检测Cys对映体中的L-Cys,检测时间仅需5 min,该方法的检出限为0.623 μmol/L。L-Met-CDs@Fe3+的荧光恢复程度也与Cys对映体中L-Cys的百分比呈线性关系，所以该方法还可以测定外消旋体中的对映体百分比。该方法具有较强的抗干扰能力，采用加标回收法成功实现了成分复杂的实际样品中L-Cys的检测。此外，L-Met-CDs的荧光在细胞中被选择性猝灭与恢复，可应用于体外生物成像。 2.开发了一种“Off-On”型纳米荧光传感器，首次以手性CDs实现对LEV的快速灵敏检测。首先以桂花为碳源，尿素为氮源，L-天门冬酰胺（L-Asn）为手性源，一步水热法（220℃2h）合成了手性CDs（L-Asn-CDs）,其手性源自于原料L-Asn。L-Asn-CDs在高盐浓度、较高温度、持续紫外灯照射以及长时间储存等条件下，都表现出良好的光稳定性。在353 nm的激发波长下，LEV可显著增强L-Asn-CDs溶液450nm处的荧光，F/F0与LEV的浓度在0.01-5 μg/mL的范围内有良好的线性关系，检出限为25.69 ng/mL。在加标回收试验中，实现了在左氧氟沙星滴眼液、湖水、尿液等样品中检测LEV的目的，该方法具有较好的回收率和重现性，可以作为在复杂环境中检测LEV的荧光平台。此外，L-Asn-CDs+LEV可以用作荧光墨水进行书写，在日光下无法识别书写内容，只有在紫外照射下才能获得详细的书写信息，可用于信息存储和高级防伪。
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