Cu@Yb-TCPP复合发光体系的可见/近红外荧光抗干扰检测

作     者：尚佳玉 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李玉鑫

授予年度：2024年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主      题：卟啉 荧光检测 盐酸四环素 双区域检测 皮摩尔检测 

摘      要：随着环境和公共健康问题的日益严峻,荧光检测技术因其高灵敏度和特异性,在环境监测和生物医学领域受到广泛关注。然而,传统荧光检测面临背景干扰和样本复杂性的挑战,亟需开发新型高效、抗干扰的检测方法。本论文聚焦于基于Yb-TCPP稀土配合物的荧光检测技术,旨在提供一种针对四环素类抗生素高灵敏、高特异、抗干扰的检测新策略,为环境保护和公共健康安全提供技术支持。本论文的核心内容是: 1.根据文献报道合成了稀土有机配合物——Yb-TCPP(TCPP=5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉)晶体,并通过引入调节剂的方式合成了其纳米片形态。通过运用X射线晶体学、红外光谱学、紫外-可见光谱学等多种技术对配合物全面表征了其形貌和结构,确立了其作为荧光检测传感器的基础。在荧光检测方面,详细研究了Yb-TCPP配合物对四环素类抗生素的响应特性,通过调节实验条件如p H、温度等,验证了配合物对目标分析物高灵敏度检测稳定性。 2.利用后合成的方法通过在Yb-TCPP纳米片框架中引入原子级分散的Cu2+离子成功构建了Cu@Yb-TCPP纳米片纳米片配合物,该纳米片配合物的结构和形貌通过红外光谱学、X射线晶体学、X射线光电子能谱学以及透射电子显微镜等技术得到了详尽表征。单原子Cu的引入显著提升了材料的灵敏度,实现了更低的检测限,达到了皮摩尔级别(VIS:1.69×10-11 M,NIR:2.90×10-11 M)。此外,系统的机理分析表明,而且,Cu@Yb-TCPP纳米片配合物在可见光和近红外两个光谱域的双域荧光检测表现出卓越的抗干扰能力,即使在复杂背景下也能实现高效准确的检测,展示了其在实际应用中的巨大潜力。 3.系统地探讨了Cu@Yb-TCPP与四环素之间的相互作用机制以及抗干扰机制,原子分散的Cu2+位点的引入不仅增强了传感器与被分析物之间的酸碱相互作用位点,而且增强了对被分析物的吸附能力,有效降低检测限,增强抗干扰能力。 基于Yb-TCPP稀土配合物的荧光检测技术有望在环境监测、食品安全、生物医学等领域发挥更广泛的应用,尤其是在提高检测效率、降低成本、增强抗干扰能力方面展现出独特优势。未来研究将进一步优化配合物的结构与功能,拓展更多稀土元素的应用,以期发展出更多功能强大的新型荧光探针,为公共健康和环境保护提供坚实的科技支撑。