基于氮掺杂碳量子点的荧光微球制备和Fe3+检测

分别以尿素、氨水、二乙烯三胺、多乙烯多胺为氮源,绿色廉价的白菜为碳源,采用水热法合成氮掺杂的蓝色荧光碳量子点,结果表明多乙烯多胺氮掺杂碳量子点（NCDs）荧光量子产率最高为53.3%。然后将NCDs作为荧光探针应用于荧光微球制备和Fe³⁺检测方面,以三聚氰胺甲醛（MF）为载体,合成了氨基化MF荧光微球;基于Fe³⁺对NCDs良好的荧光猝灭效应,建立了一种荧光测定Fe³⁺的方法,并对NCDs和MF荧光微球的结构和性能进行表征。结果表明,NCDs的荧光性能得到了显著的改善;MF荧光微球单分散性好、荧光性能好且稳定,在生物医学领域方面有重要的应用价值;NCDs对Fe³⁺具有单一选择性,Fe³⁺浓度在0~2μmol/L内与NCDs的荧光猝灭程度呈良好的线性关系（R²=0.9945）,检出限为0.035μmol/L。将该体系应用于实际水样中Fe³⁺的测定,相对标准偏差（RSD,n=6）在1.42%~3.02%内,加标回收率在98.7%~104.5%之间。该体系对Fe³⁺检测灵敏性好、选择性高以及抗干扰性强,在离子分析检测方面有潜在的应用前景。     

Zn-MOFs荧光材料的制备及其在Fe3+和乙醇检测中的研究

针对水中Fe³⁺和乙醇进行选择性检测具有重要的环保意义。本研究采用溶剂热法,利用Zn(NO₃)₂·6H₂O和3-吡啶-5-(4-羧基苯)-1,2,4三唑(HL)溶液制备出具有良好荧光性能的Zn-MOFs。环境不同,Zn-MOFs荧光淬灭程度不同。Zn-MOFs可以作为荧光传感探针,在检测水中Fe³⁺时,其选择性和灵敏度都很高,可以进行定量分析。Zn-MOFs还可以快速、有效、有选择性地探测乙醇。     

木质素磺酸钙-石墨烯复合量子点的制备及性能

木质素磺酸盐是造纸工业主要副产物之一,本文利用木质素磺酸钙和柠檬酸为原料通过绿色简便的原位反应制备木质素磺酸钙/石墨烯复合量子点,利用荧光光谱、紫外可见光谱和透射电镜等研究了复合量子点的光学性能、结构模型和对金属离子的选择性吸附性能,结果表明该复合量子点的荧光强度是石墨烯量子点的4倍多,并且复合量子点可以选择性识别Fe³⁺,在10～500μmol/L范围内,Fe³⁺的浓度与复合量子点溶液的荧光强度有良好的线性关系,可应用于Fe³⁺的检测。此荧光探针制备简便,成本低廉,检测铁离子速度快,准确性高,选择性好,在离子检测方面有潜在的应用价值。     

碳量子点/Fe3+复合材料用于生物传感检测抗坏血酸

利用碱木质素为原料,在浓硫酸与浓硝酸环境中,先进行超声处理,随后转移至反应釜中,180℃水热反应12h,制备碳量子点（CDs）,并采用多种测试手段对其结构及形貌进行了表征。通过CDs溶液与Fe³⁺溶液相互作用,制备得到CDs/Fe³⁺复合材料。利用紫外光谱及荧光光谱研究了CDs及CDs/Fe³⁺复合材料的光学性能,发现CDs具有优异的荧光性能,其荧光量子产率达17.3%（硫酸喹啉为参比物质）,而CDs/Fe³⁺复合材料荧光猝灭明显。将CDs/Fe³⁺复合材料应用于人体内不同生物活性分子检测,发现CDs/Fe³⁺复合材料对抗坏血酸（AA）具有特异性识别,且在0~200μmol/L及200~350μmol/L范围内,AA浓度与CDs/Fe³⁺复合材料的荧光强度呈现良好的线性关系,同时具有优异的选择识别性,可应用于生物体内AA的检测,在生物传感方面具有潜在的应用价值。     

绿色前体合成的碳量子点荧光猝灭法快速检测药物中痕量铁离子

以樟树叶粉末作为前体,通过水热法一步合成了碳量子点,并以其作为荧光探针建立了检测Fe³⁺的荧光法。结果表明,在320 nm激发波长下,加入Fe³⁺反应后碳量子点溶液的荧光强度与未加Fe³⁺的碳量子点溶液的荧光强度比F/F₀与Fe³⁺浓度在2.72×10^-5～1.00×10^-4 mol/L范围内呈良好的线性关系(R²=0.991 2),检出限为8.16μmol/L,将其应用于补铁药中铁含量的测定时,加标回收率为93.08%～105.05%。该碳量子点的制备方法简便快速,原料环保易得,用于Fe³⁺检测线性良好,灵敏度较高,选择性较好,可用于实际补铁药中铁含量的分析。     

席夫碱荧光探针的合成及其对三价金属的识别

Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Ce³⁺对环境和生物体有重要影响，能同时检测这4种三价金属离子的荧光探针较为少见。以2-氨基蒽和对苯基苯甲醛制备了一种席夫碱类荧光探针Ⅰ,通过¹HNMR、HRMS和元素分析对其结构进行了表征。光谱分析实验结果表明，探针Ⅰ在四氢呋喃/水(V(THF)∶V(水)=1∶1)溶液中对三价金属Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺和Ce³⁺具有较强荧光响应，有较高选择性和快速响应，且不受其他金属离子或阴离子影响，抗干扰能力强，检测的最适pH范围为5～9。结合高分辨质谱检测、紫外测试和理论计算，证实探针与三价金属的作用机理为：探针与三价金属作用后，分解生成2-氨基蒽，发出荧光。进一步将荧光探针负载于试纸条，成功实现对三价金属的试纸检测。     

“开关型”碳量子点在同型半胱氨酸检测中的应用

以柠檬酸和尿素为原料,采用一步水热法制备碳量子点,以此作为荧光探针,建立一种简单、高效、性价比高的检测同型半胱氨酸(Hcy)的方法。Fe³⁺对碳量子点的荧光具有猝灭效应,能够使碳量子点的荧光值减弱,结构中含有巯基的药物可以与Fe³⁺发生络合,从而使荧光值恢复。按照此种方法进行对药物含量的检测,结果表明,Fe³⁺溶液、同型半胱氨酸的三者混合体系在pH值为6、Fe³⁺溶液和碳量子点作用时间为10 min时荧光猝灭效果最佳,同型半胱氨酸再加入12 min后对碳量子点溶液的荧光效应恢复最好,同型半胱氨酸浓度在2.5×10^-4～2×10^-3 mol/L范围内,与荧光值F呈现良好的线性关系(R²=0.994 6)。采用该方法测定了同型半胱氨酸含量,加标回收率为97.1%～103%,检出限为6.21μmol/L。相较于高效液相来说,该方法成本更低,更加简单可行,使用更为方便,结果满意。     

基于喹啉单元的荧光传感器用于Fe3+及F-的可逆检测

荧光检测具有操作简单、选择性高、成本低等优点,是一种很有前途的金属离子检测方法。本文基于喹啉合成了新型荧光传感器,实现了对三价铁离子(Fe³⁺)和氟离子(F^-)的高灵敏、高特异性检测。传感器D1可与Fe³⁺络合,引起荧光猝灭;当存在F^-时,猝灭作用减弱,D1荧光恢复,由此可进行Fe³⁺和F^-的连续识别。D1对Fe³⁺和F^-的检出限分别为0.07μM和0.13μM,是Fe³⁺和F^-分析检测的有力工具。     

新型螺吡喃衍生物识别铁、铅金属离子高效光驱动比色和荧光探针

两步法合成了一种新型苯并羧酸类螺吡喃化合物分子3-[8’-甲氧基-1,1-二甲基-6’-硝基螺环(苯并[e]吲哚-2,2’-铬)-3(1H)-基]丙酸。利用紫外、荧光分光光度计、傅里叶红外光谱仪、高分辨质谱和核磁共振仪等表征手段分析螺吡喃类化合物的结构与性能。结果表明，该化合物对Fe³⁺和Pb²⁺具有裸眼识别、紫外与荧光识别能力，且兼具检测限低(Fe³⁺浓度为3.22×10^-6 mol/L、Pb²⁺浓度为3.02×10^-6 mol/L)和响应时间短等优点。     

荧光金纳米簇的制备及对铜离子的检测应用

建立了一种基于牛血清蛋白(BSA)包裹的金纳米簇(BSA/AuNCs)高选择性检测水中Cu²⁺的方法。探讨了BSA-Au NCs的合成条件,在p H=8、氯金酸浓度为10 mmol·L^-1、反应时间为24 h、反应温度为37℃的条件下,制备了发射红色荧光的BSA-Au NCs,避免了复杂生物基质背景荧光的干扰,可快速、灵敏、高选择性地检测Cu²⁺,荧光强度的改变值与Cu²⁺浓度在20～550μmol·L^-1范围内具有良好的线性关系,检出限为5.6μmol·L^-1。测得水样中Cu²⁺的加标回收率为96.3%～99.5%,有望应用于环境监测、临床诊断等方面。     

荧光猝灭法识别Fe3+的新型吡唑-吡唑啉荧光探针

设计并合成了一种新型吡唑-吡唑啉探针L。用¹H NMR、¹³C NMR、HR-ESI-MS等对L结构进行了表征，结果表明L对Fe³⁺具有良好的识别效果，并具有荧光猝灭作用。发现其他金属离子的存在不会干扰其鉴定。探针L-Fe³⁺形成1∶1络合物。检测限为4.9×10^-8 mol/L。加入PPI时，探针L具有可逆性。     

均三嗪衍生物比色识别Cu2+及荧光识别Zn2+

以对氨基苯腈、邻叔丁基苯酚和3,5-二叔丁基水杨醛为原料合成了两种含有均三嗪对称结构的离子探针1和2,通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外、质谱对合成产物进行表征,确认其结构。利用紫外吸收光谱和荧光光谱两种手段分别考察了探针1和探针2在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中对金属离子（Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺）的识别性能,通过核磁共振氢谱对探针1与Zn²⁺的识别机理进行研究。结果表明,两种探针热稳定性强,探针1溶液中加入Zn²⁺会引起荧光强度的显著增强,抗干扰性强,是一种高选择性识别Zn²⁺的荧光增强型探针;探针2中加入Cu²⁺后溶液由无色变成黄色,紫外光谱长波长处出现新吸收峰,是一种可裸眼识别的、高效的紫外Cu²⁺探针。     

基于内滤效应的纳米传感器对废水中Fe3+的检测研究

稀土上转换纳米材料由于其发光稳定性好、上转换发光效率高、低自发荧光和高检测灵敏度,在环境检测领域得到广泛的应用。本文采用热分解法,以稀土硬脂酸盐为前驱体,合成形貌规则、尺寸均一和发光性能优异的UCNPs(上转换纳米材料),在UCNPs-HB(竹红菌乙素)上络合Fe³⁺离子导致内滤效应,从而达到快速检测废水中Fe³⁺离子的目的,Fe³⁺浓度范围为100～600μM,检测限为28.42μM。     

热解法合成生物质碳量子点及其在Fe3+检测中的应用

本文通过一步热解香蕉皮并优化反应条件，合成了一种具有蓝色荧光发射的碳量子点(CDs)，其荧光量子产率约为8.9%。该碳量子点的最佳激发波长为270 nm，最佳发射波长为423.4 nm。利用TEM、XRD、XPS、FTIR、紫外及荧光光谱仪等手段表征了其形貌和结构。通过离子选择性测试发现Fe³⁺能较好的猝灭其荧光强度，在0～160μmol·L^-1的浓度范围内，碳点的荧光猝灭效率F/F₀与Fe³⁺浓度c之间呈现良好的线性关系，其线性回归方程为F/F₀=-0.00113c+1.00151，相关系数R²为0.99833，检出限为12.6μmol·L^-1。对广州市花都区天马河河水进行Fe³⁺加标检测，回收率达到102.84%～112.11%，相对标准偏差RSD约为2.5%～3.2%。     

基于Fe(Ⅲ)和邻苯二胺显色反应快速检测硫化物

比较了不同金属离子(Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Ag⁺、Cr³⁺)对邻苯二胺(OPD)的氧化能力，基于Fe³⁺能直接氧化OPD产生黄色发荧光的产物而构建了Fe³⁺-OPD显色体系。结合硫化物的还原性以及对金属离子较强的亲和性，开发了一种通过比色法选择性检测硫化物的方法。结果表明，在pH 4.0Na Ac-HAc缓冲液中，Fe³⁺-OPD显色体系的吸光度和荧光强度与NaHS的浓度分别在10～200μmol/L和5～150μmol/L范围内呈线性关系，荧光法的检出限可达0.1μmol/L，体系内其他还原性物质及硫醇对Na HS的检测无干扰。将Fe³⁺-OPD显色体系结合纸芯片构建的纸基比色体系蓝色分析色道值(B...     

基于水溶性探针法测镁的高纯碳酸锂快速质检

碳酸锂生产过程及最终产品中,微量镁的掺杂会直接影响碳酸锂的产品品质及其下游产品的加工应用,而高纯碳酸锂中微量镁的快速检测仍是一个难点。研究提出利用水溶性荧光探针检测碳酸锂中微量镁的方法,以水溶性极强的三(羟甲基)氨基甲烷对2-(2-羟基苯基)苯并噁唑进行修饰,构建了具有高灵敏度和高选择性的水溶性Mg²⁺荧光探针A。该方法可实现对碳酸锂溶液中Mg²⁺的快速荧光检测,并确定了探针A被Mg²⁺所激发的荧光信号强度与Mg²⁺浓度之间的定量关系。结果表明在水溶条件下检测含镁杂质的碳酸锂时,该方法对微量镁的检出限为2.014 9μmol/L,检测工作曲线相关系数达到0.991 5,检测灵敏度高,对高纯碳酸锂中微量镁的检测时间为3.666 s,可实现对Mg²⁺的快速质检。     

ZIF-8封装AuNCs荧光传感器用于铁离子的检测

介绍一个适合于本科教学使用的综合创新实验,设计合成了一种荧光传感器Au NCs@ZIF-8,并将其用于铁离子(Fe³⁺)的检测。MOFs具有高效吸附、聚集检测物的特点,因此选择将Au NCs封装到ZIF-8中,从而实现目标物的定量检测。封装后,由于Au NCs具有AIE特性,所以Au NCs@ZIF-8的荧光强度明显增强。ZIF-8是一种多孔材料,加入Fe³⁺后,Fe³⁺能够进入ZIF-8内部,导致Au NCs的荧光被Fe³⁺猝灭,成功用于实际水样中Fe³⁺的检测。尽管该实验步骤复杂并涉及新型纳米材料的合成和表征,但它成功地整合了无机化学、分析化学以及材料化学的相关知识,且操作难度适宜。这为提升学生的动手能力和科技前沿理解提供了一次宝贵的机会。     

应用于水基体系的罗丹明铜离子探针的合成

设计合成了一种罗丹明B类衍生物RhA,并用荧光和紫外分析法检测其特性。RhA探针对Cu²⁺的识别具有唯一性,在2×10^-5 mol/L HEPES-CH₃CN（体积比1∶1,含0.1 mol/L NaNO₃,pH=7.4）溶液中,RhA单独存在下是无颜色的,荧光强度较低;滴入Cu²⁺后,溶液渐变为粉红色,而且荧光显著加强,却对其他常见金属离子基本无响应。荧光光谱显示RhA对较低浓度Cu²⁺的检测仍然呈良好的线性关系。本探针对于真实水体环境中Cu²⁺的快速即时检测具有一定实用价值。     

反应型荧光探针在检测金属离子中的研究进展

金属离子广泛存在于自然界中,与环境科学、生命科学、医学等领域有着密切的联系。一些金属离子如Hg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺等,在生物体的生理和病理中扮演着重要角色,摄入过量或不足都会导致生理功能的紊乱,引发各种疾病。近几年来,反应型荧光探针因其高选择性和高灵敏性的特点得到了快速的发展。本文主要综述了近五年来反应型荧光探针在检测金属离子中的研究进展,主要介绍了各类探针分子的设计合成、传感机理、检测结果以及其在生物检测中的应用。指出反应型荧光探针的研究发展还处在初级阶段,该领域将会朝着灵敏度更高、反应时间更少、应用范围更广的方向发展,此外,反应型荧光探针在生物检测以及实际应用方面也有望得到进一步的应用发展。     

5-氯水杨醛-罗丹明B荧光探针的合成及其识别性能研究

以水合肼、5-氯水杨醛和罗丹明B为原料,合成了5-氯水杨醛-罗丹明类衍生物探针L,目标化合物5-氯水杨醛罗丹明B联肼经核磁、红外光谱和质谱进行了表征,采用紫外光谱法和荧光光谱法研究了其与金属离子的识别性能。结果表明,该探针可选择性紫外识别Cu²⁺和荧光识别Hg²⁺,在1.0～12.0μmol·L^-1范围定量检测Cu²⁺,R=0.998 6,检出限为0.53μmol·L^-1;在3.0～7.0μmol·L^-1范围定量检测Hg²⁺,580 nm处的荧光强度与Hg²⁺浓度呈良好的线性关系,相关系数(R)=0.997 4,检出限为0.56μmol·L^-1。Job’s曲线表明,探针L与Cu²⁺、探针L与Hg²⁺的结合物质的量的比均为1∶1,并对其响应机理进行了探讨。