三种荧光碳点的制备及其分析应用

作     者：彭笑笑 

作者单位：湖南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：龙云飞;刘梦琴

授予年度：2019年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 0702[理学-物理学] 

主      题：荧光碳点 微波法 pH值 Cr(VI) 组织切片染色 盐酸小檗碱 

摘      要：与传统的量子点相比,荧光碳点(CDs)因其独特的光学性质和化学性质,具有尺寸小、水溶性好、生物相容性好、毒性低、易于表面功能化等优良性质,而吸引了广大学者的科研兴趣,成为了最受欢迎的碳纳米材料之一。因为这些优异的性质,荧光碳点的应用非常广泛。本文制备了三种发不同颜色荧光的碳点,并将其应用于溶液pH值、Cr(VI)、盐酸小檗碱的检测以及生物组织染色等。具体内容如下:(1)以间苯三酚和硫酸为原料利用微波法快速合成蓝色荧光碳点,其中微波法操作简单,耗时短,十分经济便捷。所制备的碳点的激发峰和发射峰分别为365 nm和465nm。在pH 1.81.72的范围内,碳点的荧光强度随着pH值的增加显著增强。碳点的相关荧光强度比的对数(lg(I/I))与pH值之间具有良好的线性关系,基于此关系,我们对实验室醋酸的浓度以及食醋中醋酸的含量进行了检测,结果令人满意。由此我们建立了一种能简单快速检测溶液pH值的方法。(2)以乙二胺和硝酸为原料通过微波法快速合成一种绿色荧光碳点,并利用该新制碳点建立了一种能检测Cr(VI)的方法以及对现有的一种组织染色的方法进行了优化改进。所制备的碳点经稀释50倍之后,激发峰和发射峰分别为351 nm和433 nm,研究发现Cr(VI)能使该碳点的荧光显著猝灭,并且Cr(VI)浓度在0.2-200μmol/L范围内与碳点的相关荧光强度比((Io-I)/I)呈良好的线性关系,检出限为1.7×10 mol/L。将该方法用于环境水样中Cr(VI)的检测,结果令人满意。未经稀释的碳点,最佳激发和发射波长分别为420 nm和500 nm,发绿色荧光,研究发现该碳点对口腔组织切片具有良好的染色效果,而且与医学上常用的一种染色法相比,我们的碳点染色操作更简单,成像效果更清晰。通过在显微镜下观察正常组织和病理组织细胞形态和分布的差异,可以区分正常组织和病理组织。因此,我们进一步改进了口腔组织切片染色的方法。(3)以乙二胺和甲酸为原料通过微波法快速合成橙色荧光碳点,并利用该碳点建立了一种能检测盐酸小檗碱(BHC)的方法以及对现有的一种组织染色的方法进行了优化改进。碳点经稀释50倍后可用于检测BHC,当BHC的浓度在0.2-100μmol/L时,碳点相关荧光强度比(I/I)与BHC的浓度之间具有良好的线性关系,且得到检出限为1.3×10 mol/L。基于此,我们建立了一种灵敏快速的检测BHC的荧光探针,并且可以用于复方黄连素中BHC含量的测定。未经稀释的碳点可用于口腔牙龈组织的切片染色应用,该碳点对口腔组织的一些结构具有较高的选择性,对口腔组织染色效果良好,通过在荧光显微镜下观察正常组织和病理组织的结构分布,可以区分正常组织和病理组织。