基于綠色發(fā)光CePO4-Tb3+納米粒子熒光能量轉(zhuǎn)移的分析應(yīng)用.pdf

1、熒光分析法是基于某些物質(zhì)發(fā)射的特征熒光來進行定性或定量的分析方法。與應(yīng)用較為廣泛的比色法和分光光度法相比較,熒光分析法具有許多優(yōu)點:良好的選擇性、較多的可測定特征參數(shù)、高的靈敏度,一般來說比分光光度法和比色法高2到3個數(shù)量級。此外,熒光分析方法還具有動態(tài)線性范圍較寬、方法簡便、取樣量少、所需的儀器設(shè)備簡單等優(yōu)點。熒光分析法作為一種現(xiàn)代分析技術(shù),在分析化學(xué)等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。而熒光試劑的性能在很大程度上對檢測的靈敏度以及選擇性具有重要

2、的作用。因此,制備出優(yōu)良的熒光試劑,成為熒光分析者的研究重點之一。鑒于稀土熒光納米材料具有化學(xué)穩(wěn)定性好、發(fā)射光譜窄而對稱、生物毒性低、抗光漂白性好、斯托克斯位移大以及熒光壽命長等一系列優(yōu)點,并且通過運用熒光的能量轉(zhuǎn)移原理,構(gòu)建出一些靈敏度高、選擇性好的分析新方法,有著重要的理論價值以及應(yīng)用價值。
　　在本論文中,我們采用制備簡便、反應(yīng)條件溫和的水熱合成法,制備了下轉(zhuǎn)換綠色發(fā)光CePO4:Tb3+稀土納米粒子,并基于稀土熒光納米粒子

3、熒光內(nèi)濾效應(yīng)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移和分子(顆粒)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移原理,構(gòu)建檢測生物小分子、金屬離子等的新方法,并應(yīng)用于合成樣品和實際樣品的分析。開展的工作主要有以下幾個方面:
　　(1)通過溫和的水熱合成法,合成出熒光性能良好的CePO4:Tb3+納米粒子,并進行了透射電子顯微鏡(TEM)的表征?；趦?nèi)濾效應(yīng),將摩爾消光系數(shù)很大的金納米粒子作為能量受體,建立一種“Turn-on”型定量檢測生物巰基化合物的熒光分析方法。在最優(yōu)條件下,檢測半

4、胱氨酸(Cys)的線性范圍是1.0×10-7~2.0×10-6M,檢測谷胱甘肽(GSH)的線性范圍是5.0×10-8~5.0×10-7M,檢測高半胱氨酸(Hcy)的線性范圍是8.0×10-8~1.0×10-6M。本方法已經(jīng)成功地應(yīng)用于合成樣品中生物巰基化合物的定量測定。
　　(2)將CePO4:Tb3+納米粒子作為能量供體,基于FRET技術(shù),構(gòu)建了一種檢測速度較快且操作簡單的定量檢測Cr(Ⅲ)的方法。在最佳實驗條件下,相關(guān)系數(shù)R2

5、=0.996,線性范圍和檢出限分別為0.01~2.2μmol·L-1和9.1 nmol·L-1。該方法有一個較寬的線性范圍,在實驗中證實了用該方法檢測Cr(Ⅲ),具有靈敏度高、操作方便等特點。此外,該方法已成功應(yīng)用于測定合成樣品和自來水樣品中的Cr(Ⅲ)。
　　(3)G-四鏈體-氯化血紅素(hemin)DNA酶是一種具有過氧化物酶活性的人工模擬酶,可以催化H2O2氧化CePO4:Tb3+納米粒子。在此納米粒子中,Ce3+離子作為基

6、質(zhì)吸收能量之后轉(zhuǎn)移給Tb3+離子, Tb3+吸收了能量之后實現(xiàn)了5D4-7F6和5D4-7F5躍遷,返回至基態(tài)時發(fā)出熒光。當(dāng)把Ce3+氧化成Ce4+后,由于Ce4+離子不能吸收激發(fā)能量,Ce3+離子與Tb3+離子之間的能量轉(zhuǎn)移被破壞,進而引起體系的熒光信號變化。由于Ag+可以有效地破壞G-四鏈體的結(jié)構(gòu),進而抑制G-四鏈體-氯化血紅素DNA酶的活性,基于此,通過檢測CePO4:Tb3+納米粒子的熒光信號變化,建立一種“Turn-on”型定

7、量檢測Ag+的方法。在0.4~8μmol·L-1的Ag+濃度范圍內(nèi),熒光強度與Ag+的濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢出限為2.05×10-7mol·L-1,相關(guān)系數(shù)為0.995。我們采用向自來水樣品中添加定量的Ag+來檢測其回收率,結(jié)果令人滿意。
　　(4)利用Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基(OH·)可以有效地導(dǎo)致CePO4:Tb3+納米粒子的熒光猝滅,建立了一種檢測H2O2的熒光分析方法。同時,我們還通過使用尿酸氧化酶,在有氧的條