功能化ZnS纳米粒子制备及其在分子荧光分析中的应用

论文摘要

半导体纳米粒子具有优良的光谱特征和光化学稳定性,其独特的光学特性在定量分析、生物成像等方面具有广阔的应用前景。功能化ZnS半导体纳米粒子作为荧光探针被广泛应用在核酸、蛋白质、多肽以及Cu2+离子等物质的检测中,但是利用功能化ZnS纳米粒子检测诺氟沙星和丙硫氧嘧啶的方法尚未见报道。本文制备了L-半胱氨酸包覆的ZnS纳米粒子,并以其作为荧光探针检测诺氟沙星和丙硫氧嘧啶的含量,方法简便、快速,灵敏度高,结果令人满意。另外,荧光毛细分析法用毛细管做为荧光反应和测定的载体,操作简便,试样、试剂用量少,可实现样品的微量分析,将前述的荧光探针检测方法移植到微流控芯片分析系统中。论文共分为五章。在第一章中,简要介绍了纳米材料的特性,阐述了半导体量子点的发光原理和发光特性及其表面修饰,综述了ZnS纳米材料和掺杂ZnS纳米材料制备及其应用的研究进展,并在此基础上提出了本论文的研究内容和意义。在第二章中,建立了以L-半胱氨酸包覆ZnS纳米粒子为荧光探针测定药物制剂中诺氟沙星含量的荧光分析法。研究了L-半胱氨酸包覆ZnS纳米粒子对诺氟沙星荧光强度的影响,发现在KH2PO4-NaOH缓冲溶液中,诺氟沙星与L-半胱氨酸包覆ZnS纳米粒子相互作用使体系的荧光强度增强。测定时最佳pH为6.5,L-半胱氨酸包覆ZnS纳米粒子的最佳浓度为4.0×10-4mol·L-1。最佳实验条件下,诺氟沙星浓度在4.0×10-9～1.2×10-6mol·L-1范围内与体系的荧光强度线性关系良好,相关系数r=0.9985,检出限（S/N=3）为7.4×10-10mol·L-1,定量限（S/N=10）为4.0×10-9mol·L-1。对浓度为1.6×10-7mol·L-1诺氟沙星标准溶液平行测定9次的RSD为1.8%。在第三章中,研究了丙硫氧嘧啶对L-半胱氨酸包覆的ZnS纳米粒子荧光强度的影响,发现在pH=6.5的KH2PO4-NaOH缓冲溶液中,丙硫氧嘧啶对功能化ZnS纳米粒子有荧光猝灭作用,据此建立了以功能化的ZnS纳米粒子为荧光探针测定药物制剂中丙硫氧嘧啶含量的荧光分析法。丙硫氧嘧啶浓度在4.0×10-6～4.0×10-4mol·L-1范围内与体系的荧光强度线性关系良好,相关系数r=0.9987,检出限（S/N=3）为1.7×10-6mol·L-1,对浓度为4.0×10-5mol·L-1丙硫氧嘧啶标准溶液平行测定11次的相对标准偏差为1.49%。在第四章中,对荧光毛细分析法进行了初步探究,在毛细管中对诺氟沙星和异硫氰酸素进行了直接测定,然后将荧光毛细分析法应用在痕量Ce4+的测定中。在第五章中,对功能化Zns纳米粒子制备及荧光分析中的应用研究进行了总结,并对荧光毛细分析法体系的开发以及功能化无机纳米粒子在毛细管和微流控芯片分析体系中的应用进行了展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 第一章 文献综述
• 1.1 半导体纳米材料简介
• 1.1.1 纳米材料的分类
• 1.1.2 半导体纳米材料的物理特性
• 1.1.3 半导体量子点的发光原理和发光特性
• 1.2 半导体纳米材料的表面修饰
• 1.3 硫化锌纳米材料的研究进展
• 1.3.1 ZnS纳米材料的制备
• 1.3.2 ZnS纳米材料的应用
• 1.3.3 总结与展望
• 1.4 掺杂纳米ZNS研究现状及应用
• 1.4.1 掺杂纳米ZnS研究现状
• 1.4.2 掺杂硫化锌纳米材料的应用
• 1.4.3 总结与展望
• 1.5 本课题的研究内容及意义
• 参考文献
• 第二章 L-半胱氨酸包覆ZNS荧光探针测定诺氟沙星的应用
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与材料
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 L-半胱氨酸包覆ZnS纳米粒子的表征
• 2.3.2 激发光谱与发射光谱
• 2.3.3 pH和ZnS-L-Cys浓度的影响
• 2.3.4 离子强度的影响
• 2.3.5 干扰试验
• 2.3.6 工作曲线的绘制和检出限
• 2.3.7 回收率试验
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 L-半胱氨酸包覆ZNS荧光探针测定丙硫氧嘧啶的应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 功能化ZnS纳米粒子的表征
• 3.3.2 激发光谱与发射光谱
• 3.3.3 体系的稳定性考察
• 3.3.4 pH和功能化ZnS纳米粒子浓度的影响
• 3.3.5 离子强度的影响
• 3.3.6 干扰实验
• 3.3.7 工作曲线的绘制和检出限
• 3.3.8 回收率实验
• 3.4 结论
• 第四章 荧光毛细分析法
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 诺氟沙星和异硫氰酸素的FCA可行性研究
• 4.3.2 异硫氰酸素荧光法测定痕量铈
• 4.4 结论
• 第五章 总结与展望
• 攻读硕士学位期间所完成的论文