功能性CdTe纳米荧光探针的合成及光谱性质研究

荧光探针的合成及自由基检测研究摘要荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增，其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点，且荧光现象具有有利的时间表度。

由于物质分子结构不同，其所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同，利用这一特性可以定性鉴别物质。

荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特性，在分子水平上研究某些体系的物理、化学过程和检测某种特殊环境材料的结构及物理性质的方法。

该技术不仅可用于对某些体系的稳态性质进行研究，而且还可对某些体系的快速动态过程如对某种新物种的产生和衰变等进行监测。

这种技术具备极高的灵敏性和极宽的动态时间响应范围的基本特点。

羟基自由基(HO·)和超氧阴离子自由基(O2-·)是生物体内活性氧代谢产生的物质，当体内蓄积过量自由基时，它能损伤细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。

因此，近些年来人们为了预防这类疾病的发生，自由基的研究已逐渐成为热点。

而快速、灵敏和实用的自由基检测方法就显得十分重要。

荧光探针检测自由基具有操作简便、响应迅速、选择性高等多种优点，我们将着重研究一类苯并噻唑结构荧光探针的合成及其对超氧阴离子自由基(O2-·)的检测。

关键词：荧光探针，苯并噻唑，超氧阴离子自由基，自由基检测SYNTHESIS OF FLUORESCENT PROBES AND DETECTION OF FREE RADICALSABSTRACTApplications of fluorescence analysis method in biochemistry, medicine, industry and chemical research grow with each passing day, the reason is that fluorescence analysis method has the advantages of high sensitivity, and the flurescence phenomenon has a favorable time characterization. Since the molecular structure of different materials, the absorption wavelength and fluorescence wavelength of the emitted light is different, this feature can be characterized using differential substances. Fluorescent probe technology is a method using photophysical and photochemical properties for researching some systems’physical and chemical process at the molecular level and detecting a particular structure and physical property of the special environment material. This technology not only can be used for steady-state nature of certain system, but also can monitore fast dynamic processes of a certain system such as the production and decay of a new species. This technology has the basic characteristics of a high degree of sensitivity and very wide dynamic range response time. Hydroxyl radical(HO-·)and superoxide anion radical(O2-·) is a substance produced in vivo metabolism of reactive oxygen species. When the body accumulates excess free radicals that will damage cells thereby causing chronic diseases and aging effects. Thus, in recent years people in order to prevent the occurrence of such diseases, the study of free radicals has become a hot spot. And fast, sensitive and practical method for the detection is very important. Using the fluorescent probes for the detection of free radicals is a simple, quick response, high selectivity variety of advantages. We will focus on the study of a classof synthetic fluorescent probes of benzothiazole structure and detection of superoxide anion radical.Key words：Fluorescent probes, Benzothiazole, Superoxide anion radical, Detection of free radicals目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 荧光 (1)1.2.1 荧光的产生 (1)1.2.2 荧光探针结构特点 (2)1.2.3 荧光探针传感机理 (3)1.2.4 常见荧光团 (3)1.2.5 荧光探针的性能 (5)1.2.6 影响荧光探针性能的因素 (5)1.2.7 荧光淬灭 (5)1.3 自由基 (6)1.3.1 自由基的间接检测技术 (6)1.3.2 自由基的直接检测技术 (7)1.4 研究现状 (8)1.4.1 超氧化物歧化酶(SOD)的检测 (8)1.4.2 2-(2-吡啶)-苯并噻唑啉荧光探针 (8)1.4.3 PF-1和PNF-1 (8)1.4.4 香草醛缩苯胺 (8)1.4.5 Hydroethidine类荧光探针 (9)1.4.6 二(2,4-二硝基苯磺酰基)二氟荧光素 (9)1.5 选题背景和意义 (10)1.6 课题研究内容 (10)2 荧光探针的合成 (11)2.1 引言 (11)2.2 还原文献 (11)2.3 新探针合成 (11)2.3.1 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (11)2.3.2 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.3 2-(苯)-苯并噻唑 (12)2.3.4 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.5 2-(4-硝基苯)-苯并噻唑 (13)2.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (13)2.4 合成小结 (14)2.5 实验药品及规格 (14)2.6 实验仪器及型号 (15)3 实验结果与讨论 (16)3.1 引言 (16)3.2 荧光性能测试 (16)3.2.1 荧光性能待测溶液配制 (16)3.2.2 荧光性能测试结果 (16)3.2.3 测试谱图 (17)3.3 1H NMR数据 (21)3.3.1 2-(2-吡啶)-苯并噻唑 (21)3.3.2 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (22)3.3.3 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (23)3.3.4 2-(苯)-苯并噻唑 (24)3.3.5 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (25)3.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (25)3.3.7 2-(2-噻吩)-苯并噻唑 (26)3.4 反应条件控制及处理 (27)3.5 结论与展望 (27)参考文献 (28)致谢 (30)译文及原文 (31)1 绪论1.1 引言荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增, 其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点, 且荧光现象具有有利的时间表度。

CdTe量子点与蛋白质相互作用的荧光猝灭效应焦勇;李荣霞;安文汀;李世琴;赵俊红【摘要】本文在水热法合成水溶性CdTe及核壳结构CdTe/CdS量子点的基础上,分别研究了细胞色素c对CdTe量子点及CdTe/CdS核壳量子点荧光的猝灭效应和CdTe量子点对牛血清白蛋白荧光的猝灭效应,并阐述了猝灭机理.结果显示,细胞色素c对CdTe量子点的荧光猝灭效应具有一定的粒径依赖性,粒径越小,猝灭效应越强;细胞色素c对CdTe/CdS核壳量子点的猝灭效应比对CdTe量子点的更强,揭示了受激电子的表面传递机理.CdTe量子点通过松散牛血清白蛋白的螺旋结构而猝灭其荧光.【期刊名称】《影像科学与光化学》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】10页(P181-190)【关键词】CdTe量子点;CdTe/CdS核壳量子点;细胞色素c;牛血清白蛋白;荧光猝灭效应;荧光猝灭机理【作者】焦勇;李荣霞;安文汀;李世琴;赵俊红【作者单位】山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室,山西太原030006;山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室,山西太原030006;山西大学化学化工学院,山西太原030006;山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室,山西太原030006;山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室,山西太原030006【正文语种】中文自1998年水溶性量子点（Quantum dots，QDs）成功应用于细胞成像以来［1，2］，量子点以其宽激发－窄发射光谱和抗光漂白等优异性质，在生物成像、化学－生物传感器等领域展现出广阔的应用前景［3－9］。

CdTe量子点的发射光谱随粒径的改变几乎可覆盖整个可见区，并具有较大的激子Bohr半径（7．3nm），正在发展成为一类新型荧光探针［5］。

体外研究量子点与蛋白质的相互作用及其对各自结构与性质的影响，可以模拟体内量子点与蛋白质的相互作用，为设计拓展量子点的生物医学应用提供依据。

cdte量子点CdTe量子点是一种由镉和碲元素组成的纳米材料，具有优异的光学和电学性质。

它们的直径通常在2到10纳米之间，这使得它们具有量子尺寸效应。

量子尺寸效应指的是当粒子尺寸减小到与其波长相当或更小的尺寸范围时，其特性将发生显著变化。

CdTe量子点的首要特性是其发光性质。

由于量子限制效应的存在，CdTe量子点可以发射出可见光谱范围内的不同颜色。

这使得CdTe 量子点在显示技术中具有广泛的应用前景。

通过调节量子点的尺寸，我们可以制造出发射不同颜色光的CdTe量子点，从而实现高分辨率和高色彩饱和度的显示屏。

CdTe量子点还具有优异的光电转换效率。

它们可以将光能转化为电能，并且在太阳能电池、光电探测器和光电转换器等领域具有广泛的应用。

CdTe量子点的高效能转换是由于其小尺寸和高比表面积，这增加了光吸收和电子传输的效率。

值得一提的是，CdTe量子点还具有良好的化学稳定性和生物相容性，这使得它们在生物医学领域具有潜在的应用前景。

研究人员已经开始探索将CdTe量子点用于生物标记、药物传递和光疗等领域，以实现更精确和有效的治疗手段。

未来，CdTe量子点的发展前景仍然广阔。

随着纳米技术和材料科学的进步，我们可以预见CdTe量子点在光电子学、生物医学、能源和环境等领域的应用将进一步拓展。

同时，我们也需要关注CdTe 量子点的生产和应用过程中的环境和安全问题，以确保其可持续发展和安全使用。

CdTe量子点作为一种有着优异光学和电学性质的纳米材料，具有广泛的应用前景。

它们在显示技术、光电转换和生物医学等领域都具有重要的应用价值。

随着科学技术的不断进步，CdTe量子点的应用前景将进一步拓展，为我们的生活和科学研究带来更多的可能性。

纳米荧光探针的制备与应用方法详解纳米荧光探针是一种利用纳米材料与荧光技术相结合的新型材料，具有高灵敏度、高选择性和高稳定性的特点，广泛应用于生物医学研究、环境监测、食品安全等领域。

本文将详细介绍纳米荧光探针的制备方法和应用方法。

一、纳米荧光探针的制备方法1. 化学合成法：化学合成法是制备纳米荧光探针最常用的方法之一。

它通常通过在纳米粒子的表面修饰上特定的荧光标记分子，例如荧光染料、量子点等，使纳米粒子获得特定的发光性能。

合成过程包括原料选择、反应条件优化、表面修饰和纳米材料的后处理等步骤。

2. 生物合成法：生物合成法是利用生物体（微生物、真菌等）的代谢活性合成纳米荧光探针。

通过选择合适的生物体和培养条件，调控生物体的生长过程，使其合成出具有荧光性能的纳米材料。

生物合成法具有绿色环保、低成本和易于控制等优点，因此在纳米荧光探针制备中得到了广泛应用。

3. 载体修饰法：载体修饰法是将已经合成的纳米材料与荧光标记分子进行配对，并在纳米材料表面进行修饰，以实现纳米荧光探针的制备。

这种方法能够充分利用已有的纳米材料，在保持纳米材料原有性能的同时，实现对荧光标记分子的控制，具有较高的灵活性和可操作性。

二、纳米荧光探针的应用方法1. 生物传感器：纳米荧光探针可以作为生物传感器用于检测和分析生物样品中的目标分子。

通过将纳米荧光探针与目标分子结合，利用探针的荧光性能变化来实现对目标分子的定量分析。

生物传感器广泛应用于医学诊断、环境监测和食品安全等领域，并展示出高灵敏度和高选择性的优势。

2. 细胞成像：纳米荧光探针具有较小的体积和较好的生物相容性，可以进入细胞内部并与目标分子结合，用于细胞成像。

通过控制纳米荧光探针的发光性能，可以实现对细胞生物学过程的实时监测和研究。

细胞成像技术在癌症治疗、药物研发和基因治疗等方面具有重要的应用价值。

3. 环境监测：纳米荧光探针可以用于环境监测领域，用于检测水体、土壤和大气等环境中的污染物。

稳定的生物相容的水溶性CdTe CdS量子点的合成摘要:巯基乙酸(TGA)是一种普遍的,用于水溶性量子点合成的带帽试剂,而二氢硫辛酸(DHLA)则很少有研究。

在这里我们提出了一种利用DHLA合成水溶性CdTe/CdS量子点的具体方法。

外壳CdS和DHLA稳定剂在纳米晶里不但提供了有效的电子束缚和空穴波作用而且提高了光化学稳定性。

这是量子点在生物标记和医学诊断中很重要的性质。

关键词:CdTe/CdS DHLA 荧光量子点由于荧光半导体量子点(quantum dots,QDs)具有良好的光学性质、较高的量子产率、尺寸依赖于发射波长和很好的稳定性等优点,因此取得了快速的发展[1～2]。

半导体纳米晶体拥有多种用途,使它们适合于生物应用,比如活体细胞标记,活体成像以及医学诊断等。

决定荧光量子纳米晶体在实际运用的关键参数是:(1)荧光量子点的高效性。

(2)在实际操作条件下稳定的发光性质。

(3)在生物系统中纳米晶体的生物相容性和可溶性。

所有这些问题涉及到纳米晶体表面悬空键合适的钝化作用。

到目前为止,许多研究机构已经合成了II-VI族半导体纳米晶体,特别是适于生物应用的水溶性半导体纳米晶体。

CdTe量子点是半导体纳米晶体中重要的一类。

一方面,在水相中选择合适的稳定剂是一种重要的策略。

把有机配位体覆在纳米晶体的表面上能提高纳米晶体的可溶性,一定条件下,还可以提高发光量子点的效率。

CdTe量子点的量子产率能够通过选择合适的配位体得到改善,比如TGA(巯基乙酸),MPA(3-巯基丙酸),镉与带帽试剂摩尔比的优化也能提高量子产率。

另一方面,可以在核的表面通过外延增长一层壳来制备高质量的核壳量子点。

这是一种消除表面悬空键的有效途径,同时还能改善纳米晶体的光谱性质。

然而,以前的研究只注重对量子点光谱性质的改善,而荧光量子点的稳定性和生物相容性却很少得到关注。

最近几年,已有越来越多的论文研究讨论了细胞和纳米颗粒之间的相互作用。

基于CdTe量子点荧光猝灭-恢复法测定N-乙酰-L-半胱氨酸赵丹;韦春锦;曾梅;王芬【摘要】By using CdTe quantum dots as the fluorescence probe and Hg2+as the quencher , the recognition of N-acetyl-L-cysteine based on the fluorescence "turn off-on" mode was established .The impact of different buffer solutions , pH value, metal ions, the concentration of Hg 2+, and reaction time were discussed , and the mechanism of the fluorescence quenching by Hg2+and the recovery by NAC was investigated .The results showed that the concentration of NAC varied linearly with the fluorescence recovery within a concentration of 5.0 ×10-7 ~2.0 ×10-5 mol/L[B-R buffer, pH=7.8, c(Hg2+) =1.0 × 10-6 mol/L ] .Thus fast and quantitative recognition of NAC could be realized . Compared with traditional detection techniques , the reported method is simple , fast and highly sensitive .%以CdTe量子点作为荧光探针,Hg2+为猝灭剂,建立了一种基于荧光猝灭-恢复模式的N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)检测方法.考察了不同缓冲溶液、pH值、金属离子、Hg2+的浓度及反应时间对反应体系的影响,探讨了Hg2+对CdTe量子点荧光猝灭和NAC对CdTe量子点荧光恢复的机理.结果表明:在pH=7.8的B-R缓冲溶液中,当Hg2+的浓度为1.0×10-6 mol/L、NAC的浓度范围为5.0×10-7~2.0×10-5 mol/L时,NAC的浓度与量子点的荧光恢复程度之间呈良好的线性关系,可实现对NAC的快速定量分析.该检测方法较常规的方法操作简便、检测速度快、灵敏度高.【期刊名称】《中南民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】5页(P17-21)【关键词】CdTe量子点;N-乙酰-L-半胱氨酸;Hg2+;荧光猝灭-恢复【作者】赵丹;韦春锦;曾梅;王芬【作者单位】中南民族大学药学院,武汉430074;中南民族大学药学院,武汉430074;中南民族大学药学院,武汉430074;中南民族大学药学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】O657.32量子点(QDs)是一种新型的荧光纳米材料，具有光稳定性好，生物相容性好、发射波长可调，发射光谱窄而对称，抗光漂白性强等优点，现已被广泛研究[1,2].又因其具有的独特的光学性质被广泛应用于生物标记、金属离子含量测定、细胞成像、疾病诊断等方面[3-6].近年来，基于量子点的猝灭-恢复体系的检测模式已引起很多人的关注.其机制为先加入猝灭剂使QDs荧光强度降低，称之为“光关闭”状态，再加入能与猝灭剂结合的“捕获剂”后，恢复QDs荧光.相较于传统的单向模式[7-11](单纯的荧光猝灭或荧光增强)，“开关”模式的选择性好、灵敏性高，有利于干扰的排除和实际样品的检测.例如，徐琴等[12]建立了ZnS QDs-Ni2+-谷胱甘肽(GSH)的“开关”检测模式，实现了对实际样品中GSH的检测及作用机制的探究.黎舒怀等[13]利用了量子点“开关”技术，建立了一种测定诺氟沙星的方法.刘生燕等[14]建立了CdTe QDs-Cu2+-硫普罗宁的“开关”检测模式，通过电荷转移和配位作用产生的荧光可逆现象实现了硫普罗宁的快速灵敏检测.N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)是L-半胱氨酸的衍生物，结构中含有亲核的-SH，能与亲电的氧化基团直接作用而发挥其抗氧化作用.NAC也具有强烈的黏液溶解作用，在治疗呼吸系统疾病方面发挥着重要作用[15].常规测定NAC的方法有高效液相色谱法[16]、容量法[16]、普鲁士蓝光度法[17]等，然而，采用荧光猝灭-恢复方法测定NAC的研究鲜见报道.本实验以优质的水溶性CdTe QDs为荧光探针、Hg2+为猝灭剂、含巯基NAC作为恢复剂，建立了QDs- Hg2+-NAC荧光可逆体系,可实现对NAC的快速检测.该方法操作简单，选择性和灵敏度高.NAC、Tris、3-巯基丙酸(阿拉丁), β-巯基乙胺、L-半胱氨酸盐酸盐一水物(上海源叶生物科技有限公司)，硝酸银(中国上海试剂一厂)，CuCl2·2H2O、H3BO3、H3PO4、CH3COOH、KH2PO4、Na2HPO4·12H2O、HCl(国药集团化学试剂有限公司)，Hg(CH3COO)2、HgCl2(贵州省铜仁化学试剂厂)，GSH、L-Cys、L-Tyr、(L-Glu、L-Gly、L-Trp、L-Lys、L-Leu、L-His、L-Pro、L-Ser、L-Ala、L-Phe、L-Val、L-Ile、L-Met、L-Asp均产自Biosharp；乙酰半胱氨酸颗粒(海南赞邦制药有限公司)，实验所用的CdTe量子点[18]为实验室自制，室温测定，实验用水为超纯水.荧光光度仪(LS55型，美国PE)，紫外可见分光光度仪(Lambda-35型，美国PE)，电子天平(CP 214，上海奥豪斯仪器)，超纯水机(艾科浦Aswo-0005-U，颐洋企业)，实验室pH计(pH5J-3F，上海精密科学仪器).CdTe QDs自身的荧光强度(I0)：比色皿中加入900 μL缓冲溶液和100 μL的CdTe QDs，测定体系的荧光.CdTe QDs与Hg2+的相互作用(I1)：比色皿中加入850 μL缓冲溶液、50μL(1.0×10-6 mol/L)的Hg2+溶液和100 μLCdTe QDs，测定体系的荧光.CdTe QDs-Hg2+-NAC之间的相互作用(I2)：比色皿中加入800 μL缓冲溶液、50 L(1.0×10-6 mol/L)的Hg2+溶液、50 μL(4.0×10-5 mol/L)NAC溶液和100μL CdTe QDs，测定体系的荧光.计算猝灭率和恢复率的公式分别为：(I0-I1)/I0，(I2-I1)/I0.实验过程中激发和发射单色器狭缝均为10 ～ 15 nm，激发波长均为380 nm，所用量子点的浓度为5×10-7 mol/L.作为荧光探针的量子点，其光学性能对NAC的检测具有重要的意义. CdTe的荧光光谱和紫外吸收光谱结果见图1.如图1所示：CdTe QDs的第一激子吸收峰为535 nm，最佳发射波长为570 nm，其荧光发射峰窄且对称，说明所合成的CdTe QDs尺寸分布较窄，粒径均一，具有稳定的光学性质.不同的金属离子对QDs荧光强度的影响结果见图2.如图2所示：常见金属离子Ag+、Cu2+、Hg2+对CdTe QDs的猝灭作用中Hg2+的猝灭效果最好；而不同阴离子对CdTe QDs的猝灭影响不大.在相同浓度(5×10-7 mol/L)的金属溶液中，Hg(Ac)2的猝灭率最大，为62.6%，故后续实验选择Hg(Ac)2作为猝灭剂.量子点的荧光猝灭主要有能量转移、电子转移、表面吸附等方式[19].该体系中Hg2+对CdTe QDs的猝灭机制是以电子转移为主，汞离子存在空轨道，电子从QDs表面的空穴中转移到Hg2+，使Hg2+作为电子受体结合在QDs的表面[20]，导致荧光猝灭.采用金属离子(Hg2+)猝灭CdTe QDs的荧光，加入含巯基的小分子NAC恢复被猝灭的CdTe QDs的荧光，其猝灭和恢复结果见图3. 如图3所示：比较β-巯基乙胺、3-巯基丙酸、L-半胱氨酸盐酸盐一水物和GSH等几种常见的含巯基化合物与NAC对QDs-Hg2+猝灭体系的恢复作用. 4.0×10-5 mol/L的β-巯基乙胺和3-巯基丙酸对量子点本身有干扰，且均毒性较大，故不以此作为恢复剂.相同浓度的L-半胱氨酸盐酸盐一水物对猝灭体系几乎无恢复作用，而GSH对猝灭体系的恢复作用较NAC强，由于GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的含Y-酰胺键和巯基的三肽，具有良好的Hg2+结合能力和较大的空间立体结构，有利于将猝灭剂拉离量子点表面，使猝灭体系的荧光得以恢复；但此浓度的GSH能使量子点本身的荧光增强，故也不以GSH作为恢复剂.而NAC的恢复作用明显且毒性低，是理想的恢复剂.多种氨基酸对QDs-Hg2+猝灭体系的恢复结果见图4. 如图4所示：当固定Hg2+浓度为1.0×10-6 mol/L时，用相同浓度4.0×10-5 mol/L NAC和多种常见的氨基酸分别作用于猝灭体系，发现除了Cys外其他的氨基酸对猝灭体系的恢复效果不明显.Cys结构中含有-SH，对CdTe QDs的荧光也具有一定的恢复作用，但是其对猝灭体系的恢复效果远不如NAC好.NAC和L-Cys虽同为巯基化合物，但是L-Cys的分子结构相对简单，空间位阻效应较小，而NAC的结构比L-Cys复杂，-SH与QDs表面的Hg2+共价结合形成Hg-S键[14]，产生的空间位阻，使Hg和QDs的距离增加，减弱电子转移而引起荧光恢复，所以NAC对猝灭体系的恢复效果最好.2.4.1 缓冲体系的影响为筛选最佳的缓冲体系，考察了在生理pH值(pH=7.0, 8.0)下，Hg2+(2.0×10-7 mol/L)作荧光猝灭剂，NAC(4.0×10-5 mol/L)作捕获剂，PBS、B-R、Tris-HCl三种缓冲体系对CdTe QDs-Hg2+检测体系的影响，检测结果见图5. 如图5所示：B-R缓冲溶液相比于PBS、Tris-HCl缓冲溶液，具有更好的恢复作用，在pH=7.0、8.0时，荧光恢复率分别为45.1%、59.67%.故后续实验中选择B-R缓冲溶液.2.4.2 缓冲体系的pH值的影响缓冲体系的pH值变化影响CdTe QDs表面配体的存在形式.不同pH条件下，QDs初始荧光强度差别很大.CdTe QDs在pH 6.0 ～ 10.0光学特性良好、荧光性质稳定， pH值为6.0、7.0、7.5、7.8、8.0、8.3、9.0、10.0的B-R缓冲溶液对CdTe QDs-Hg2+-NAC体系的影响结果见图6. 如图6所示：Hg2+对体系的猝灭能力在pH 6.0～7.0内稍有上升，而在pH 7.0～10.0范围内呈现明显的下降趋势；NAC对CdTe QDs-Hg2+猝灭体系的恢复能力在pH 6.0 ～ 7.8范围内呈上升趋势，pH 7.8 ～ 10.0范围内下降，因此，在pH=7.8时荧光恢复率最大，为51.5 %.综合考虑猝灭率和恢复率，缓冲体系pH=7.8时检测结果最优.2.4.3 反应时间的影响Hg2+与NAC相互作用的时间也是影响体系检测效果的一个重要因素.实验考察了Hg2+和NAC的不同作用时间对可逆荧光检测体系的影响，结果如图7所示.由图7可见：反应时间较短时，体系的恢复率逐渐上升；反应时间为12 min时，CdTe QDs、Hg2+和NAC三者间的相互作用达到相对的平衡，体系的荧光强度最高，恢复率最大，可达52.8%，继续延长反应时间，体系的恢复率逐渐下降.故本实验选择最佳反应时间为12 min.2.4.4 Hg(Ac)2浓度对猝灭-恢复体系的影响Hg2+对CdTe QDs的荧光猝灭作用呈浓度依赖性，表现为浓度越大，猝灭作用越强，Hg2+的浓度是体系的荧光恢复中的重要参数.优化Hg2+浓度时，要保证Hg2+对QDs的良好猝灭作用和NAC对猝灭体系良好的恢复效果，结果见图8.如图8所示：固定NAC的浓度为4.0×10-5 mol/L，Hg(Ac)2的浓度在2.0×10-7 ～1.3×10-6 mol/L范围内变化时，Hg2+对QDs的猝灭率从35.1%逐渐增长到77.4%.为保证其灵敏度，还考察了固定更低浓度的NAC(2.0×10-5 mol/L)对1.0×10-6 mol/L和1.3×10-6 mol/L Hg2+猝灭的CdTe QDs荧光恢复作用，结果见表1.如表1所示：当Hg(Ac)2浓度为1.0×10-6 mol/L该体系同时具有较好的猝灭率和恢复率，故以此浓度条件用于后续研究.2.4.5 工作曲线在最佳检测条件下(B-R缓冲溶液，pH=7.8，反应时间为12 min)，实验先考察了NAC从5.0×10-7 ～2.0×10-5 mol/L这个范围浓度对CdTe QDs本身的影响，结果表明：高浓度NAC对CdTe QDs本身有微弱的荧光增强作用，但在低浓度时几乎无影响.固定Hg(Ac)2的浓度为1.0×10-6 mol/L，依次将NAC浓度从5.0×10-7 mol/L增至2.0×10-5 mol/L，探究NAC浓度变化对猝灭体系的恢复情况的影响，结果见图9.如图9所示：在5.0×10-7 ～2.0×10-5 mol/L，QDs的恢复率从5.0%上升到44.1%，且具有良好的线性关系，其线性方程为：I2/I0=0.47008 + 0.01992 c，相关系数R2=0.99845，标准偏差SD=0.00929，表明该体系可实现在5.0×10-7～2.0×10-5 mol/L浓度范围内对NAC的定量分析.2.4.6 样品分析将一定量的L-His、L-Met、L-Trp、L-Leu、L-Ser溶解于超纯水中，分别测定其对猝灭体系的影响，结果发现5种氨基酸的浓度为4.0×10-2 mol/L时对猝灭体系无影响.向加有混合样品的猝灭体系中加入不同量的乙酰半胱氨酸样品后,在荧光光度仪上测定样品中乙酰半胱氨酸的含量,结果见表2.由表2可知：回收率为99.6%～102.2%,结果令人满意.本文建立了一种基于CdTe QDs荧光猝灭-恢复模式快速测定NAC的新方法.以Hg2+为猝灭剂，通过电子转移作用猝灭CdTe QDs的荧光，以NAC为恢复剂，NAC中的巯基与Hg2+形成S—Hg键，可减弱QDs与Hg2+之间的电子转移作用，使QDs的荧光恢复，Hg2+具有良好的猝灭效果.最佳检测条件为：B-R缓冲溶液、pH=7.80、Hg2+(1×10-6 mol/L)、反应时间12 min. QDs荧光恢复程度与NAC的浓度在5×10-7 ～2×10-5 mol/L范围内呈现出良好的线性关系，说明该体系可应用于NAC的快速定量分析.【相关文献】[1] 赵丹, 李娇甜, 杨天鸣, 等. L-半胱氨酸修饰的水溶性掺杂型CdZnTe量子点的水热法制备和表征[J]. 中南民族大学学报(自然科学版), 2013,32(3): 50-53.[2] 裴国凤, 王海波, 向荣华, 等. CdTe量子点双层加壳增强其化学和生物稳定性[J]. 中南民族大学学报(自然科学版), 2013, 32(4): 33-36.[3] Luo Q Y, Lin Y, Li Y, et al. Nanomechanical analysis of yeast cells in cdse quantum dot biosynthesis[J]. Small, 2014, 10(4): 699-704.[4] 周杰,吴云华.Cds量子点/过氧化酶纳米杂化功能材料的制备及分析应用[J].中南民族大学学报(自然科学版),2008,27(1):5-8.[5] He D X, Wang D X, Quan W J, et al. Applications of functionalized quantum dots in bioanalysis, imaging and targeting delivery[J]. Med Sci J Centr South China,2015,43(5):481-486.[6] 黄正喜，钱雷，胡振龙，等.水溶型CdSe量子点的制备及与Schiff碱的相互作用拆分头孢氨苄对映体[J].中南民族大学学报(自然科学版),2013,32(4):7-10,15.[7] 王蓓蓓, 商欢,王琪, 等. CdTe量子点作为荧光探针检测皮蛋中微量铜[J]. 食品科学, 2016,37(2): 172-177.[8] 何春萍, 谭丽. CdTe量子点荧光猝灭法对银离子和钙离子的测定[J]. 怀化学院学报, 2011,30(8): 11-15.[9] 徐基贵, 张俊俊, 陈志兵, 等. 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碳量子点荧光探针引言：碳量子点作为一种新型的荧光材料，具有窄带隙、宽发射光谱、较高的荧光量子产率、优异的光稳定性和生物相容性等特点，因此被广泛应用于生物成像、生物传感、药物递送等领域。

本文将介绍碳量子点荧光探针的基本原理、合成方法、应用领域以及未来发展方向。

一、碳量子点的基本原理碳量子点是由碳原子组成的纳米颗粒，其尺寸通常在1-10纳米之间。

碳量子点的荧光性质主要来源于其特殊的能带结构和表面态，其能带结构使其具有宽发射光谱，而表面态的存在则增强了其荧光量子产率。

碳量子点可以通过调节其尺寸和表面官能团来实现对其荧光性质的调控。

二、碳量子点的合成方法碳量子点的合成方法主要包括碳化法、水热法、溶剂热法、微波法等。

其中，碳化法是一种将碳前体材料在高温下碳化生成碳量子点的方法；水热法则是通过在高温高压的水相条件下，将碳前体材料进行水解生成碳量子点；溶剂热法则是将碳前体材料在有机溶剂中加热反应生成碳量子点；微波法则是利用微波加热的方式来合成碳量子点。

三、碳量子点的应用领域1. 生物成像：碳量子点具有较高的荧光量子产率和较长的寿命，可以作为生物成像的荧光探针。

其窄带隙的特性使其发射的荧光具有较高的穿透能力，可以应用于深部组织成像。

同时，碳量子点还可以通过修饰不同的官能团，实现对特定生物分子的选择性探测。

2. 生物传感：碳量子点可以通过修饰不同的功能分子，实现对生物分子的高灵敏度检测。

例如，通过修饰适当的靶向分子，可以实现对肿瘤标志物的检测；通过修饰适当的生物传感分子，可以实现对生物活性分子的检测。

3. 药物递送：碳量子点可以作为药物的载体，实现对药物的高效递送。

其较小的尺寸可以增加药物的渗透性，而表面官能团的存在则可以实现对药物的靶向递送。

同时，碳量子点还可以通过修饰适当的功能分子，实现对药物的缓释和控释。

四、碳量子点荧光探针的未来发展方向1. 表面修饰：目前碳量子点的表面官能团主要是羟基、羧基等，限制了其在生物体内的应用。

CdS纳米材料的制备及其电学性质研究近年来，纳米领域的发展引起了人们极大的兴趣和热情，纳米材料逐渐成为材料科学研究的热点之一。

CdS纳米材料作为一种新型半导体材料，具有许多优良的电学、光学性质，在光电领域、生物医学领域等方面具有广泛的应用前景。

本文将介绍CdS纳米材料的制备方法及其电学性质研究进展。

一、 CdS纳米材料的制备方法CdS纳米材料的制备方法主要包括物理和化学两种方法。

物理方法包括凝聚态法、气相法、水热法等，化学方法包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳法等。

1、水热法水热法是一种简单、低成本的化学制备方法。

通过在高温高压下使CdS纳米晶体自组装形成，能够得到高质量的CdS纳米材料。

水热法制备CdS纳米材料的步骤主要包括如下几个步骤：（1）溶液混合：将Cd(NO3)2和Na2S溶解在去离子水中，得到CdS纳米材料的前体溶液。

（2）反应条件：将前驱体溶液放入高温高压反应体系中，在一定的反应时间内进行反应。

（3）沉淀和清洗：将反应后的CdS沉淀通过离心分离，用去离子水进行多次清洗，保证产品纯度。

2、微乳法微乳法是一种新型的化学制备方法，与传统的溶胶-凝胶法相比，微乳法可以得到更为均匀的CdS纳米材料。

其制备步骤如下：（1）制备微乳：将表面活性剂、油、水混合物通过高能超声波或机械搅拌等方法均匀搅拌，制备微乳。

（2）CdS纳米材料的合成：在微乳中加入Cd(NO3)2和Na2S溶液混合，充分混合后进行加热反应。

（3）清洗和分离：将反应产生的CdS纳米材料用去离子水洗涤清洗，并离心分离沉淀，得到CdS纳米粒子。

二、CdS纳米材料的电学性质研究CdS纳米材料的电学性质是其应用范围的决定因素之一，研究CdS纳米材料的电学性质对于其应用具有重要的意义。

CdS纳米材料的电学性质主要包括导电性、能带结构和光电特性等。

1、导电性CdS纳米材料的导电性受到其晶体结构和尺寸等多种因素的共同影响。

研究发现，CdS纳米材料呈现出明显的尺寸效应，纳米粒子尺寸越小，其导电性越强。