高量子产率的发光碳点

发光碳点作为一种零维纳米发光材料,具有发光范围宽、发光易调控、生物兼容等优良特点,在传感检测、生物医学、光电器件等方面具有重要的应用前景。为了揭示高量子产率发光碳点的特性,从碳点量子产率测量方法、蓝光碳点、黄橙光碳点、红光碳点分析与总结其高量子产率(>80%)的制备方法,从而为高效发光碳点的应用提供理论指导。

吲哚、3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光量子产率和荧光寿命

近年来,三维荧光技术已经成为常用的化学分析技术,但有些结构相近的荧光有机物的三维荧光光谱十分相似,可能导致分析结果错误。因此,如何精准区分具有相似三维荧光光谱的有机物是十分重要且亟待解决的问题。荧光量子产率和荧光寿命是荧光有机物两个重要的光学参数,对于分子结构的差异更灵敏。对吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的三维荧光光谱、荧光量子产率和荧光寿命进行了研究。结果表明,它们的三维荧光光谱都出现两个荧光峰,且荧光峰位置十分接近。吲哚和L-色氨酸的荧光峰大致位于[激发波长,发射波长]=[275, 340~350]和[220, 340~350] nm附近,3-甲基吲哚的荧光峰位于[激发波长,发射波长]=[280, 365]和[225, 365] nm附近。在相同浓度下,三种有机物在激发波长为275~280 nm处的最高荧光强度依次为:吲哚>3-甲基吲哚>L-色氨酸。利用绝对量子产率测量技术测得吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光量子产率分别约为0.264、 0.347和0.145;利用时间相关单光子计数技术测得吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光寿命分别约为4.149、 7.896和2.715 ns。研究表明,荧光寿命和荧光量子产率能区分三维荧光光谱相似的荧光有机物,研究结果在荧光有机物的准确识别上具有重要的价值。

内标法测量三重态-三重态湮灭上转换发光量子产率

发光量子产率是表征上转换性能的重要参数。常规相对法和绝对法在测量上转换发光量子产率时操作较为复杂,同时难以表征复杂样本原位的发光量子产率。由于在三重态-三重态湮灭上转换体系中,光敏剂下转换发光是单分子的过程,该下转换发光过程理论上对激发光强无依赖性。因而将下转换发光作为内标可以用于上转换发光样本原位上转换发光量子产率的计算。该方法成功用于除氧溶液上转换发光量子产率的即时测量,比绝对法的灵活性更高。与相对法相比,内标法还可用于固体样本的上转换发光量子产率测量。该方法将有望用于对各类上转换材料发光量子产率的便捷测量。

基于碳化聚合物点的荧光量子产率创新实验设计

本研究将碳化聚合物点的最新科研成果转化为实验教学内容,设计了“基于碳化聚合物点的荧光量子产率创新实验”。具体实验以聚乙烯亚胺为原料,通过“自下而上”一步水热法合成了一种具有高荧光量子产率的碳化聚合物点(CPDs),利用透射电子显微镜、荧光分光光度计和紫外分光光度计进行表征。同时考察了“一点法”和“比较法”两种方法对CPDs荧光量子产率的测定,并得出“比较法”测定更为准确的结论。本实验的开展,有利于加深学生对荧光产生机制的理解,深化对仪器组成部件的认知,提高实验数据处理、分析解决问题的能力,切实改善荧光分析实验教学的质量。

磺基水杨酸的荧光光谱与荧光量子产率

报道了磺基水杨酸 (SSA)的荧光光谱和荧光量子产率。在 pH <2时 ,SSA无荧光 ,随pH升高 ,SSA荧光增强 ,在 pH 5～ 10 5之间 ,SSA有稳定的强荧光 ,最大发射波长为 4 0 2nm ,激发波长为 2 12 ,2 38和2 97nm。在 pH >13的强碱性条件下 ,SSA转变为另一种荧光型体 ,最大激发波长 2 6 1nm ,最大发射波长390nm。SSA浓度较高时 ,荧光激发光谱发生变化 ,但发射光谱不变。在近中性条件下 ,SSA稀溶液的荧光强度与浓度之间存在良好的线性关系 ,线性范围为 5～ 2 5 0ng·mL- 1 ,检测下限为 5ng·mL- 1 。以硫酸奎宁为参比 ,测量了SSA在不同波长下的荧光量子产率 ,在最大激发波长 2 97nm处的荧光量子产率为 0 5 4。

环丙沙星的光谱性质、质子化作用与荧光量子产率

研究了环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)在不同pH条件下的荧光光谱、紫外吸收光谱和质子化作用,测量了CIP在中性条件下的荧光量子产率。在H+浓度大于1mol·L-1的HCl介质中,CIP分子(简写为HL)可以结合3个质子而以H4L3+形式存在,有微弱的荧光,最大荧光发射波长(λmax)为456nm。在pH0～2的酸性条件下,CIP主要以H3L2+形式存在,λmax为450nm,荧光较弱,荧光强度随pH的升高而上升。在pH2～4时,CIP主要以H2L+形式存在,具有强荧光,λmax仍为450nm。当pH>4时,λmax逐步蓝移到414nm,荧光强度随pH的升高而稍有降低,同时紫外吸收光谱也有明显变化,表明H2L+随pH升高而失去质子,以双极离子HL形式存在。当pH>8时,荧光强度随pH升高而减弱至消失,表明HL逐步失去质子,转化为无荧光的阴离子L-。在分子形态变化过程中,最大荧光激发波长始终在275nm附近,但最大荧光发射波长有较大变化。在pH7.0的缓冲溶液中,以硫酸奎宁为参比,测得CIP在最大荧光激发波长275nm处的荧光量子产率为0.12。

人血清白蛋白和牛血清白蛋白荧光量子产率的测量

以L 色氨酸荧光量子产率 0 .1 4为标准 ,测量了人血清白蛋白和牛血清白蛋白水溶液在不同激发波长下的荧光量子产率。在 pH 6 .4和 2 5℃条件下 ,人血清白蛋白和牛血清白蛋白在最大激发波长 2 80nm的荧光量子产率分别为 0 .1 32和 0 .1 30。实验发现 ,pH对蛋白质荧光强度有明显影响 。

铝试剂的荧光光谱与荧光量子产率

首次研究了铝试剂的荧光光谱和荧光量子产率,发现在pH3至pH 12条件下,用紫外光照射铝试剂溶液可以产生荧光,最大激发波长和最大发射波长分别为297 nm和409 nm,荧光强度与铝试剂浓度之间存在良好的线性关系,线性范围为0.01～3μg/mL,检测下限为0.01 μg/mL,以硫酸奎宁为参比,测得铝试剂的荧光量子产率为0.

用罗丹明B作标准物测定二氯荧光素的荧光量子产率

以罗丹明B作荧光标准物用相对测量法测定二氯荧光素稀溶液的荧光量子产率,方法简单,结果准确,重现性好,操作条件简易可行且数据处理计算方便。

高荧光量子产率碳点的制备并用于Cu2+灵敏检测、荧光绘画和细胞成像（英文）

随着科学技术的进步,荧光碳质材料越来越多受到人们的关注。具有高荧光量子产率碳点的研制对其在荧光传感等应用具有重要意义。本文以柠檬酸铵和三乙基四胺为原料,采用一步微波法制备了一种低成本、绿色环保、荧光量子产率高(29.83%)的水溶性荧光碳点(N-CDs),并对N-CDs的结构和光学性能进行了表征。N-CDs具有高荧光、良好的生物相容性和光学稳定性。与其它已报道的碳点纳米材料相比,N-CDs具有更加突出的光学性质以及对Cu^2+高选择、高敏感的检测,即合成的N-CDs的荧光强度能够被Cu^2+猝灭且在0.01~11μM存在良好的线性,对Cu2+的检出限为4.5nM(S/N=3),进一步应用到实际水样中Cu2+含量的测定。此外,合成的N-CDs还可用于绘制荧光图案。最后,将强发光、低毒的N-CDs应用于活细胞(SMMC-7721)的荧光图像和细胞中监测Cu^2+的存在,表明合成的N-CDs具有广阔的应用前景。

高量子产率水溶性CdTe量子点的制备与表征

以巯基乙酸(HSCH_2COOH,TGA)为稳定剂,在水相中合成高量子产率CdTe量子点(QDs),产率达68%。用紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计、红外光谱仪、透射电子显微镜等对制备的样品进行表征。结果表明:CdTe QDs紫外吸收峰及荧光发射峰均随回流时间延长而红移,即粒径在不断增大;荧光发射峰窄而对称,表明QDs分散性好、大小较均一,半峰宽随回流时间延长而逐渐变宽,表明粒径在增大的同时粒径分布范围也变宽;从TEM及紫外-可见光谱推算,可知其粒径约为3nm;红外光谱图说明作为稳定剂的巯基乙酸对QDs表面起到修饰作用。

农药光解平均波长量子产率的测定

本文报道一种以高压汞灯复合光为光源测定农药平均波长量子产率的方法。该方法的光量计为草酸铁钾，通过光量计测得光源的照射强度。以气相色谱分析农药降解的残余浓度求得反应速率常数，用紫外分光光度计测定农药在确定波长下的摩尔吸光系数，并与该波长光强相乘进行积分，计算出十二种农药的平均波长Φ．本法所得结果更接近于自然光下的结果，更适合应用于实际环境中。

胶体水相法制备高量子产率及高稳定性的水溶性ZnSe量子点

采用简便的胶体水相法制备了高荧光强度且稳定性良好的ZnSe量子点（ZnSe QDs）,克服了以往水相合成法稳定性差、量子产率低等缺陷。优化后的最佳合成条件为：以还原型L-谷胱甘肽作为稳定剂,L-谷胱甘肽∶Se2-∶Zn2＋摩尔比为5∶1∶5,介质pH 10.5,反应温度在90~100℃之间。且合成后不需要采取任何光照后处理,ZnSe QDs的量子产率（QYs）即可高达50.1%,放置3个月后荧光强度基本不变,水溶性优良。用紫外-可见分光光度法（UV-Vis）、荧光分光光度法（FL）、透射电子显微镜（TEM）等分析检测手段,对得到的ZnSe QDs的性能进行表征。合成的量子点在300 nm激发下发蓝紫色荧光（370 nm）,其优良的光化学特性将有利于其在光热器件的制造及化学生物领域的应用。

氮掺杂高量子产率荧光碳点的制备及其体外生物成像研究

为获得高量子产率的碳点,以柠檬酸为碳源,苯二胺的3种同分异构体为氮源,采用两步溶剂热法制备了氮掺杂荧光碳点。利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行表征,并考察了碳点的细胞毒性和体外生物成像。实验结果表明:3种高量子产率碳点(Y=52%,60.4%,53.2%)的粒径均一,具有较好的分散性,平均尺寸分别为4.5,5.3,5.2 nm。碳点表面含有羟基、羧基、胺基等基团,在紫外光激发下均能发出明亮的蓝色荧光,并具有稳定的荧光性能。细胞实验表明:3种碳点具有较好的生物相容性,能够快速进入细胞并成功应用于细胞的荧光成像。

苯酚类化合物光解量子产率与结构性质的定量关系

采用量子化学PM3算法计算得到的苯酚类化合物的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法,建立了能预测苯酚类化合物光解量子产率(Y)的定量结构-性质关系(QSPR)模型.影响苯酚类化合物光解量子产率的主要因素是分子最高占据轨道能(Ehomo)和分子生成热(HOF),logY值随着Ehomo的增大而增大,随着HOF的增大而减小.分子的电负性和(Elumo-Ehomo)2对logY值也有一定的影响,电负性和(Elumo-Ehomo)2较小的分子,其logY值也较大.

偶氮型光致变色液晶树状大分子的量子产率、异构转化率和活化能研究

研究了化合物端基含36个己氧基偶氮苯介晶基元的二代(G2)光致变色液晶树状大分子在氯仿及四氢呋喃溶液中的量子产率、吸收光强Ia、活化能E、异构转化率A/A0、热回复异构化速率常数kH及其反/顺异构体组分比A′/A′0,并与一代光致变色液晶碳硅烷树状大分子(G1)及介晶基元化合物(M3)的光化学行为进行了比较.在氯仿及四氢呋喃溶液中的量子产率的顺序均为M3>G1>G2,吸收光强Ia在氯仿及四氢呋喃溶液中的顺序分别为G2>G1>M3(氯仿)和M3>G1>G2(四氢呋喃),在氯仿及四氢呋喃溶液中活化能的顺序均为M3>G2>G1,在氯仿及四氢呋喃溶液中热回复异构化速率常数kH的顺序均为G1>G2>M3,在热回复异构化反应中的反/顺异构体组分比A′/A0′在氯仿及四氢呋喃溶液中的顺序均为G2>G1>M3.

变藻蓝单体亚基的光谱特性,量子产率和荧光寿命

分离出具有荧光活性的变藻蓝蛋白的两种亚基α、β，这两种亚基的分子量分别为１７６００和１８０００。在高浓度的脲、β－巯基乙醇和低ｐＨ值（５．０）的条件下蛋白发生变性，没有荧光，复性后，最大吸收峰分别在６１０ｎｍ和６１６ｎｍ，荧光发射峰分别位于６４０ｎｍ和６４３．９ｎｍ。α亚基的荧光强度比β亚基的高得多，二者的荧光量子产率分别为０．６０和０．２６，荧光寿命相差的也很大，α亚基的荧光寿命为１．４ｎｓ而β亚基的为１．０ｎｓ，讨论了蛋白与发射团构象的作用关系及其对光谱学性质的影响。

曲通X-100的荧光光谱与荧光量子产率

报道了曲通X-100（TX）水溶液的荧光光谱与荧光量子产率。实验发现，在强酸性条件下，TX没有荧光，当pH〉1时，TX有稳定的强荧光，荧光激发波长为229和275nm，发射波长为302nm。TX水溶液可产生共振荧光，共振荧光峰位于285nm。在0.1～90mg·L^-1浓度范围内，TX荧光强度与浓度之间存在线性关系，检测限为0.1mg·L^-1。以L-色氨酸为参比，测得在激发波长280nm处TX水溶液的荧光量子产率为0.121。

一种简单的高量子产率氮掺杂荧光碳点的光谱研究及量子产率计算

本实验采用柠檬酸铵为碳源和氮源,乙二胺为掺氮剂,用简单的水热法合成了一种高量子产率的氮掺杂荧光碳点。研究了不同的水热温度、反应时间和反应物配比对碳点的荧光强度的影响。发现水热温度为180℃,反应时间为5 h,柠檬酸铵与乙二胺的质量比例为2.6∶1时,合成碳点荧光强度最高,其最大发射峰在446 nm。同时考察了合成碳点在pH和紫外光照射下的稳定性。以硫酸奎宁作为标准荧光参照,测定并计算了合成的氮掺杂荧光碳点的量子产率,发现在最大激发波长360 nm下,碳点的荧光量子产率达到0.63。与文献相比,合成碳点的荧光量子产率优于大部分的报道。

螺旋藻藻胆蛋白的荧光寿命、量子产率及其光谱学特性

具有不同聚集态的藻胆蛋白有着不同的摩尔消光系数。这些聚集态决定了引起各藻胆蛋白之间光谱特性差别的藻蓝胆素发色团的构象。研究结果表明,在高聚态的C-藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白中,由蛋白质——发色团之间相互作用调制的发色团的构象,对太阳能的吸收和激发能转移到光合反应中心的过程可能有重要作用。