基本信息
- 项目名称：
- CdTe量子点的制备及其在环境分析中的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 合成了CdTe量子点并对其表面分别用巯基乙酸和巯基乙胺进行了功能化修饰，分别实现了对环境样品中Pb和间苯二酚的定量测定。实验方法的建立扩大了CdTe量子点的应用范围，并且消除了采用传统有机染料荧光探针测定时候带来的环境污染。
- 详细介绍：
- 环境中的铅通过呼吸道和消化道进入人体，会使体内的蛋白质发生变性，使蛋白质正常功能受到损坏。铅在骨骼及肾脏中积累，产生潜在的长期影响。间苯二酚作为一种重要的化工原料在制药，染料和高分子材料中得到广泛的应用。作为一种有毒物质，间苯二酚主要经肠道和皮肤吸收，对人体健康危害极大。因此，建立灵敏的环境铅和间苯二酚含量检测方法具有重要意义。已有报道利用有机试剂与铅形成配合物建立了灵敏的测定微量铅的荧光方法，但这些方法手续比较繁琐且试剂也都特殊。迄今，国内利用分子荧光法测定环境样品中微量铅的方法少见报道。荧光方法具有操作简单，分析速度快的特点，已经用于间苯二酚的测定，但迄今所用的探针大多为有机荧光染料。 目前在水相中合成的CdTe量子点由于其优良的荧光分析特性受到了研究者广泛的关。本课题在参考文献的基础上，合成了表面带负电荷的巯基乙酸修饰的和表面带正电荷的巯基乙胺修饰的CdTe量子点，通过各种反应条件的考察，在最佳试验条件下分别对铅和间苯二酚实现了定量测定。通过对实际样品进行加标分析，回收率接近100%。利用合成的无机纳米材料CdTe量子点作为荧光探针，消除了传统有机染料在作为荧光探针应用时候自身给环境带来的污染。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：学习和掌握水溶性量子点合成方法，扩展量子点作为光谱探针的应用范围，实现对环境有机污染物的传感。 思路：在水相中合成不同修饰剂稳定的CdTe量子点，分别考察与铅、间苯二酚的相互作用，实现对实际样品的定量分析。
科学性、先进性及独特之处
- 本课题在参考文献的基础上，合成了表面带负电荷的巯基乙酸修饰的和表面带正电荷的巯基乙胺修饰的CdTe量子点，通过各种反应条件的考察，在最佳试验条件下分别对铅和间苯二酚实现了定量测定。通过对实际样品进行加标分析，回收率接近100%。利用合成的无机纳米材料CdTe量子点作为荧光探针，消除了传统有机染料在作为荧光探针应用时候自身给环境带来的污染。
应用价值和现实意义
- 本课题合成的CdTe量子点具有良好的荧光性能实现了对环境样品的定量测定，减少了传统有机荧光探针在测定过程中对环境带来的污染。
学术论文摘要
- 本文分为三节。第一节叙述了碲化镉量子点的合成、表征及光谱行为。第二节以巯基乙酸修饰CdTe量子点作为荧光探针，基于荧光猝灭法对铅进行了定量检测，考察了缓冲溶液体系、量子点浓度、反应时间等多种因素的影响。第三节以巯基乙胺修饰的CdTe量子点作为荧光探针，基于荧光猝灭法对间苯二酚进行了定量检测，考察了缓冲溶液体系、量子点浓度、反应时间等多种因素的影响。
获奖情况
- 巯基乙胺稳定的CdTe量子点荧光猝灭法测定间苯二酚[J],光谱实验室（已录用）
鉴定结果
- 无
参考文献
- 检索目录 [1] 卢伟丽, 许加超, 高昕, 等. 荧光分光光度法测定褐藻酸钠中微量铅[J]. 中国海洋药物杂志, 2007, 26(5): 34-37. [2] 王树玲, 吴晓东, 于俊生, 等. 荧光光谱法测定中成药中微量铅[J]. 分析试验室, 2003, 22(4): 29-31. [3] 王瑞勇, 樊静, 冯素玲. 阻抑动力学荧光法测定痕量间苯二酚[J]. 分析化学, 2000, 28 (8): 968-970. [4] X.L. DIAO, Y.S. XIA, T.L. ZHANG, et al. Fluorescence-detecting cationic surfactants using luminescent CdTe quantum dots as probes[J]. Anal Bbioanal Chem, 2007, 388(5):1191-1197. [5] Y.S. XIA, T.L. ZHANG, C.Q. Zhu. Measurable Emission Colour Change Size-Dependent Reversible Fluorescence Quenching Of CdTe Quantum Dots by Molecular Oxygen[J]. Chemistry Letters, 2007, 36(2):242-243.
同类课题研究水平概述
- osenzweig等首次提出了以发光量子点为荧光探针选择性检测金属阳离子的新方法。合成了分别用聚磷酸盐、L-半胱氨酸、巯基乙酸修饰的CdS量子点，并研究了这些量子点对不同离子的响应情况。结果发现：聚磷酸盐修饰的量子点对几乎所有的一价、二价阳离子都有响应；对L-半胱氨酸修饰的量子点来说，仅Zn2+对其有增强作用，其他的生理离子如Cu2+、Mn2+和Ca2+则不敏感；而对巯基乙酸修饰的CdS量子点来说，仅Fe3+和Cu2+对其有猝灭作用，类似浓度的其他生理离子如Zn2+、Ca2+、Na+、K+对这种量子点的荧光性质则没有影响，若向溶液中加入适量的F-，由于F-与Fe3 +结合后生成无色的FeF63 -，可掩蔽Fe3+。 量子点荧光分析法也被用于非金属离子的测定当中。Alfredo等则合成了tert-butyl-N-(2-mercap toethyl)-carbamate(BMC)表面修饰的CdSe量子点，以该量子点为荧光探针，可选择性地检测甲醇溶液中的氰根阴离子。Tomasulo成功地以[1,3]恶嗪环修饰了CdSe/ZnS量子点，能选择性的响应水溶液中的OH-浓度，用来准确测量溶液的pH值。在小分子化合物的测定中，Nazzal等采用聚合物薄膜包裹的CdSe量子点在气相介质中分别以荧光猝灭和荧光增强测定了三乙胺和苄胺。Ji等以2-巯基乙醇和有机磷水解酶稳定处理的CdSe/ZnS量子点测定了水溶液中的磷酸二乙基对硝基苯基酯。Liang等成功地将量子点荧光猝灭法用于药物安体舒通的测定之中。 量子点具有宽激发，窄发射，发射波长可调，发光效率高寿命长的优点，在共振能量转移对中注定了量子点新型的FRET分析法中是一种优秀的能量供体。美国海军实验室Mattoussi等提出了一种基于量子点荧光共振能量转换(QD-FRET)的新分析方法。他们将一种能与麦芽糖作用的蛋白质包裹在CdSe量子点表面上，作为荧光供体。再将一种不发射荧光的染料用环糊精固定在蛋白质上，作为能量的受体。在激发量子点时，量子点产生的荧光被染料吸收。当体系中引入麦芽糖时，麦芽糖会与蛋白质作用将环糊精取代，使染料脱离量子点表面，荧光就重新释放出来。Goldman等也用这种QD-FRET法，以适当的抗体碎片包裹的量子点测定了水相中的三硝基甲苯。
