1 天津大学化工学院 化学工程联合国家重点实验室, 天津 300350
2 日本北海道大学 全球软物质研究中心, 日本 札幌 001-0021
3 河北大学 化学与环境科学学院, 河北 保定 071002
通过简单的一步反应合成了一种新型含硅氧烷基团的苝二酰亚胺(PDI-TES)荧光传感器。结合小角X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和动态光散射等实验方法, 阐明了PDI-TES的晶体结构、自组装行为和检测性能。实验结果表明, PDI-TES具有良好的热稳定性和有序的晶体结构。此外, 由于Si—O键的断裂, PDI-TES对氟离子具有较高的选择性和灵敏度, 检出限低至1.58×10-6 mol/L。这些优良的检测性能和简单、低成本的合成方法, 有望使PDI-TES成为一种实用的氟离子检测荧光传感器。
苝二酰亚胺 荧光传感器 硅氧烷 氟离子 perylene diimide fluorescent sensor siloxane fluoride ions
基于荧光光谱法原理, 结合免疫荧光法和荧光探针法, 建立了番茄蛋白酶类劣变因子荧光传感器阵列检测技术。 该研究合成了能被果胶酶、 过氧化氢酶和超氧化物歧化酶抗体识别的量子点荧光探针, 基于抗原抗体特异性识别原理建立了果胶酶、 过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的免疫荧光光谱分析法, 并对其反应参数进行了优化, 在最优条件下, 通过研究其相应的荧光光谱变化规律, 发现果胶酶、 过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性检测范围分别为0.05~500, 0.02~800和0.5~900 U·mL-1, 且其免疫荧光强度与果胶酶、 过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性呈线性关系, 相关系数分别为0.989 4, 0.993 8和0.981 9, 最低检测限分别为5.0×10-3, 2.0×10-3和5.0×10-2 U·mL-1, 与现有的分析法相比, 该方法操作简单, 线性范围宽, 检测限低。 针对多酚氧化酶和羧酸酯酶的活性检测, 合成了能被羧酸酯酶和多酚氧化酶特异性识别的水溶性荧光探针, 并对其响应机制和反应参数进行探究。 在37 ℃ pH 7.4条件下通过研究其相应的荧光光谱变化规律, 发现羧酸酯酶和多酚氧化酶的存在可催化荧光团与探针中识别部分的价键裂解, 释放出近红外荧光团, 且荧光基团的释放量与羧酸酯酶(0.01~0.3 U·mL-1)及多酚氧化酶(10~70 U·mL-1)的活性呈线性相关, 其相关系数分别为0.991 0和0.997 2, 最低检测限分别为3.4×10-3和1.1×10-2 U·mL-1。 与现有的近红外荧光探针法相比, 合成的近红外荧光探针具有较好的水溶性, 且特异性较高。 基于荧光光谱法原理, 利用荧光免疫法和荧光探针法相结合的荧光分析方法, 通过荧光酶标仪可针对不同荧光物质设置相应的激发波长和发射波长, 实现多个样品中多种酶活性的同时可视化阵列检测。 通过样品加标回收实验, 结果表明回收率在90.0%~102.3%范围内, 变异系数<15%, 且具有较好的特异性, 说明所建立方法准确度好, 可应用于实际样品的检测。
蛋白酶 荧光光谱 荧光传感器 荧光探针 番茄 Protease Fluorescence spectrum Fluorescent sensor Fluorescent probe Tomato 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3477
石墨相氮化碳(g-C3N4)荧光纳米材料具有原料便宜、 制备容易、 荧光量子产率高、 光学稳定性好、 毒性低等优点, 并且避免有机荧光染料复杂的合成步骤或者金属半导体量子点对环境潜在的危害, 这些优点使得g-C3N4纳米材料成为新兴的荧光探针用于检测金属离子。 最近, 已有文献报道重金属汞离子能够高灵敏高选择性地猝灭g-C3N4量子点的荧光, 加入碘离子能够提取被键合的汞离子形成碘化汞(HgI2)进而恢复g-C3N4量子点的荧光, 从而建立一种高灵敏检测碘离子的荧光传感器。 然而, 该方法依然需要重金属汞离子的参与, 限制了该方法的推广应用。 通过硝酸氧化块体g-C3N4并结合水热法处理制备了一种水溶性好、 荧光强度高的g-C3N4量子点。 该量子点的荧光发射波长位于368 nm, 且其荧光发射波长不随激发波长的改变而改变, 表明该量子点的尺寸比较均一。 笔者发现碘离子在220 nm处有一个较强的吸收峰, 与该量子点的激发光谱(中心波长245 nm)具有较大的重叠, 从而产生内滤效应引起该量子点的荧光发生猝灭。 利用这一性质, 构建了一种选择性检测碘离子的新型荧光传感器。 在最优检测条件下, g-C3N4量子点的荧光猝灭强度(ΔF)与碘离子浓度(X, μmol·L-1)在10～400 μmol·L-1之间具有良好的线性关系, 线性方程为ΔF=0.325 79X+6.039 05(R2=0.999 5), 检出限为5.0 μmol·L-1。 通过“混合即检测”并且不需要借助与重金属离子的配位作用就能够检测碘离子, 因此该方法具有快速、 环保以及操作简便等优点。
氮化碳量子点 碘离子 内滤效应 荧光传感器 Graphitic carbon nitride Iodide ions Inner filter effect Fluorescent sensor 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2029
曹汇敏 1,2,3,*李发光 1,2,3戴乐荣 1,2,3吴超 1,2,3[ ... ]朱春楠 1,2,3
1 中南民族大学生物医学工程学院, 湖北 武汉 430074
2 中南民族大学脑认知国家民委重点实验室, 湖北 武汉 430074
3 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430074
采用同时测量红绿蓝(RGB)三种颜色的数字颜色芯片,实现了一种同步监测氧气和温度的便携式传感器。涂覆于颜色芯片上的传感膜由三种荧光染料嵌入有机改性硅溶胶凝胶基质构成。所有染料均用405 nm的发光二极管光源激发,其荧光波长分别与颜色芯片的RGB 三个通道相匹配且无光谱交叠。不同氧气浓度和温度下的实验结果表明,所研发的传感器能有效地同步监测氧气和温度,且在氧气浓度为0%~30%和温度为25~75 ℃时具有良好的线性响应。
传感器 双传感 荧光传感器 氧气浓度 温度 数字颜色芯片
1 湖南科技大学 化学化工学院, 理论有机和功能分子教育部重点实验室, 精细聚合物可控制备与功能应用湖南省重点实验室, 湖南 湘潭 411201
2 湖南科技大学 材料科学与工程学院, 湖南 湘潭 411201
以自组装方式制备了Au@Fe3O4/核酸适体/氨基-碳量子点磁性生物纳米复合物, 并提出一种磁分离荧光传感法用于黄曲霉毒素B1的检测.当样品中有黄曲霉毒素B1时, 磁性生物纳米复合物中核酸适体选择性地与黄曲霉毒素B1结合并释放出氨基-碳量子点, 经磁性分离后, 氨基-碳量子点留在溶液中, 体系溶液荧光强度随黄曲霉毒素B1浓度的增大而增强.黄曲霉毒素B1浓度在0.001~1.0 ng/mL范围与溶液荧光强度成良好线性关系, 线性相关系数为0.996 4, 检测限为0.3 pg/mL.该方法利用磁性分离技术, 有效地消除了背景荧光影响, 改善了荧光传感性能.
荧光传感器 痕量分析 黄曲霉毒素B1测定 磁性分离 核酸核酸适体 氨基-碳量子点 Fluorescent sensor Trace analysis Detection of aflatoxin B1 Magnetic separation Aptamers Aminofunctioned carbon quantum dots 光子学报
2018, 47(11): 1128001
1 南京林业大学化学工程学院, 江苏 南京 210037
2 南京林业大学南方现代林业协同创新中心, 江苏 南京 210037
3 南京林业大学理学院, 江苏 南京 210037
4 南京林业大学现代分析测试中心, 江苏 南京 210037
5 南京林业大学林学院, 江苏 南京 210037
槲皮素为天然黄酮类化合物, 广泛存在于植物的根、 茎、 叶、 花和果实中。 槲皮素作为荧光探针检测氟离子不仅具有较好的选择性和灵敏度, 而且与合成的荧光探针比, 还具有来源广、 环保、 无毒等优点。 实验将不同阴离子（F－, Cl－, Br－, I－, ClO－4, H2PO－4）分别加入到槲皮素的二甲基亚砜（DMSO）溶液中, 考查槲皮素溶液的荧光强度变化。 实验发现当加入氟离子后, 槲皮素在500 nm处的荧光发射峰的强度降低, 发生荧光猝灭, 且其猝灭程度随着氟离子浓度的增大而改变, 即荧光强度随着氟离子浓度的增大而减小, 并呈线性变化。 而其他阴离子的加入对槲皮素和槲皮素-氟离子体系的荧光发射强度影响不大, 说明其他阴离子不影响槲皮素对氟离子的识别, 显示了槲皮素对氟离子具有较好的选择性。 由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对氟离子的滴定方程为: y=－13.36x+173.4, 线性关系为R2=0.991, 线性范围为1.0×10－6～8.0×10－6 mol·L-1, 最低检测限为1.0×10－7 mol·L-1, 表明槲皮素对氟离子的识别具有较高的灵敏度。 进一步实验表明槲皮素识别氟离子的机理可能是氟离子的加入破坏了溶液体系的氢键, 改变了槲皮素分子的共轭状态, 发生分子内电荷转移, 促使槲皮素荧光猝灭。 用该法成功检测了样品中微量氟离子, 回收率为100.67%～102.44%, 精确度较好, 测定结果稳定。
槲皮素 荧光探针 氟离子 阴离子 天然产物 Quercetin Fluorescent sensor Fluorid ions Anions Natural product 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3582
与传统量子点相比, 碳量子点作为一种新型的荧光碳纳米材料, 由于其良好的生物相容性、 易于表面功能化、 低毒性等优点受到了广泛关注。 采用柠檬酸为碳源, 氨水为氮源, 热解法制备出水溶性好的氮掺杂碳量子点(NCDs)。 透射电镜(TEM)观察NCDs的粒径在3 nm左右; X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FIIR)证明NCDs的表面被羧基、 氨基、 羟基、 羰基等官能团功能化, 说明NCDs有很好的水溶性。 研究还发现Hg2+对NCDs的荧光有良好的猝灭作用, 可作为荧光探针检测水中Hg2+含量。 在PBS缓冲液中(0.1 mol·L-1 pH 7.0), NCDs的荧光猝灭率(F/F0)与汞离子浓度在0.001～0.1 μmol·L-1之间存在良好的线性关系, 检出限为2.1 nmol·L-1。 该方法灵敏度高、 选择性好、 方法简便, 可应用于Hg2+快速、 灵敏的检测。
碳量子点 氮掺杂 荧光探针 汞离子 Carbon quantum dots Nitrogen-doped Fluorescent sensor Mercury ion 光谱学与光谱分析
2016, 36(9): 2846
1 中北大学 仪器科学与动态测度教育部重点实验室, 电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学 材料科学与工程学院, 山西 太原030051
3 清华大学 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室, 北京100084
基于铜离子与碳点的荧光猝灭作用, 建立了用碳点作为荧光探针来检测铜离子的新方法。该方法将碳点还原后再嫁接于海藻酸钙, 从而得到一种新型的含还原碳点的海藻酸钙薄膜荧光探针。用荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计对探针的荧光特性以及探针与金属离子的相互作用进行了研究。研究结果表明: 改性后的荧光探针具有很高的荧光强度, 因此可以根据探针荧光强度的变化实现对铜离子的检测, 并通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA)的作用实现对铜离子的重复检测。铜离子浓度在5×10-6～100×10-6 mol·L-1范围内与该荧光探针的荧光猝灭强度呈良好的线性关系。该方法不仅可以对铜离子检测, 更实现了对碳点的固载, 该技术有望实现荧光探针的回收再利用。
碳点 荧光性能 海藻酸钙 荧光探针 铜离子 carbon dots fluorescence characteristics calcium alginate fluorescent sensor copper ion
大连理工大学化学系 精细化工国家重点实验室, 辽宁 大连116012
合成了一种新颖的锌离子荧光探针N′(2-羟基苄基)-4-(2-羟基苯亚甲基胺)-苯甲酰肼(HHB),该探针本身的荧光较弱,但当它与Zn2+配位时荧光增强,在475 nm处产生一较宽的发射光谱,量子产率f=0.59 (λex=370 nm)。该化合物对Zn2+具有良好的选择性能,环境生物体系中大量存在的碱金属和碱土金属离子K+,Na+,Mg2+和Ca2+以及过渡金属离子Mn2+,Co2+,Ni2+ 和 Cu2+ 等对Zn2+的检测没有明显影响。在生命体系的pH值范围(6.8~7.7),配合物HHB显示出对Zn2+检测较高的灵敏度。作为比较文中还研究了HHB水解的主要产物4-氨基苄腙-水杨醛(HB)对Zn2+的识别与传感性能。
荧光传感器 水解 选择性 fluorescent sensor Zn2+ Zn2+ hydrolysis selectivity
