石墨烯量子点-金纳米簇比率荧光传感器用于海水pH检测

表层海洋pH正以约每年0.002的速度下降,这种变化将会对地球的化学循环和气候变化的物理化学参数产生潜在的影响。为了准确了解海洋的酸化程度,本文建立了一种快速准确检测海水pH的方法。采用柠檬酸热解法合成石墨烯量子点(GQDs),以谷胱甘肽(GSH)为模板合成金纳米簇(GSH-AuNCs),将GQDs和GSH-AuNCs结合制成GQDs-AuNCs比率荧光传感器,用于海水pH的检测。在酸性条件下,由于GSH-AuNCs表面的羧基发生质子化,GSH-AuNCs分子之间的静电斥力减弱因而发生聚集,荧光强度随之降低。在碱性条件下,GSH-AuNCs表面的羧基脱质子化,GSH-AuNCs分子之间的静电斥力增强,荧光强度也随之增强。在pH 2~11范围内,GQDs-AuNCs比率荧光探针的荧光强度比值(I_(565)/I_(440))与pH之间呈线性相关。将该方法用于海水的pH检测,得到较好的实验结果。

碳纳米管负载纳米金-石墨烯量子点修饰电极电化学检测过氧化氢

采用过氧化氢刻蚀法制备石墨烯量子点(GQDs),再采用原位化学还原法制备金纳米粒子-石墨烯量子点纳米复合物(Au NPs-GQDs),最后以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)为交联剂将上述纳米复合物组装于多壁碳纳米管表面,制得金纳米粒子-石墨烯量子点-PDDA-多壁碳纳米管复合材料(Au NPs-GQDsPDDA-MWCNTs)。通过荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法和透射电子显微镜对上述复合材料进行表征。采用滴涂法制得该复合材料修饰的玻碳电极,研究了过氧化氢在该电极上的电化学行为。结果表明:在石墨烯量子点、金纳米粒子和多壁碳纳米管三者的协同作用下,该电极对过氧化氢的电氧化表现出强的催化活性。在优化条件下,安培法检测H_2O_2的线性范围为2.0×10^(-8)~1.5×10^(-3)mol/L,检出限(3sb)为8.0×10^(-9)mol/L,灵敏度为61.6μA/(mmol·L^(-1))。

基于纳米金/石墨烯-壳聚糖-离子液体/L-半胱氨酸包覆CdTe量子点的双酚A传感器

在石墨烯、壳聚糖和1-乙基－3－甲基眯唑四氟硼酸盐（[BMIM]）复合材料（Graphene—Chits-[BMIM]）表面电沉积金，并自组装L－半胱氨酸包覆CdTe量子点，制备了修饰玻碳电极新型双酚A传感器。采用循环伏安法和电化学交流阻抗等方法研究了修饰电极的电化学特性。由于Graphene-Chits－[BMIM]复合材料中，石墨烯和[BMIMI都具有良好的导电性，该修饰电极对于双酚A有较好的电流响应。在最佳条件下，该传感器对双酚A的检测浓度范围：5．0×10^-8～7．05×10^-6mol／L，检测限为2．0×10^-8mol／L（3倍信噪比），相关系数为0．999。

石墨烯量子点-银纳米颗粒复合物用于过氧化氢和葡萄糖比色检测

以石墨烯量子点(GQDs)为还原剂和稳定剂在其表面原位生长银纳米粒子(AgNPs),制备了具有良好分散性的GQDs/AgNPs纳米复合物,其粒径小于30 nm。GQDs/AgNPs纳米复合物具有类过氧化物酶的催化活性能有效催化H_2O_2氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)并发生显色反应。稳态动力学分析表明GQDs/AgNPs催化动力学遵循典型的Michaelis-Menten模型,其催化机理符合乒乓机制。与辣根过氧化物酶(HRP)相比,GQDs/AgNPs纳米复合物具有更强的亲和性。基于GQDs/AgNPs的催化活性和葡萄糖氧化产生H_2O_2的原理建立了H_2O_2和葡萄糖的比色检测方法,检出限分别为0.18和1.6μmol/L。将本方法应用于血浆中葡萄糖的检测分析,结果与标准方法相符。

金纳米粒子/石墨烯量子点复合修饰电极检测NO_(2)^(-)

采用微波加热石墨烯量子点还原HAuCl_(4)的方法,制备金纳米粒子/石墨烯量子点(AuNPs/GQDs)复合物,并将其应用于构建具有高灵敏度的NO_(2)^(-)电化学传感器。由于GQDs大的比表面积和AuNPs良好的导电能力,合成的AuNPs/GQDs复合材料显著提高了NO_(2)^(-)的电化学响应。利用循环伏安法研究NO_(2)^(-)在AuNPs/GQDs修饰电极上的电化学性质,发现在电位1.22 V处出现一个明显的氧化特征峰,其氧化峰电流与NO_(2)^(-)浓度成线性关系,线性范围为1.0×10^(-7)~1.0×10^(-5) mol/L,检测限(S/N=3)为5.0×10^(-8) mol/L。将该方法应用于土壤中NO_(2)^(-)的检测,具有较好的准确度。

基于金纳米粒子及石墨烯量子点的四环素分子印迹电化学传感器研究

该文以四环素为模板分子,4-氨基苯硫酚(4-ATP)为功能单体,采用循环伏安法在金纳米粒子和石墨烯量子点复合材料修饰的玻碳电极表面电聚合分子印迹膜,制备四环素(TC)分子印迹传感器(MIPs/GQDs-AuNPs/GCE),并通过循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗法(EIS)和线性扫描伏安法(LSV)等研究了其电化学响应性能。结果表明,该传感器对四环素具有良好的电流响应。在最佳实验条件下,TC氧化峰电流值与其浓度在2.0×10^-8~3.0×10^-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.9994,检出限为1.5×10^-9 mol/L,加标回收率为97.9%~106%。该传感器稳定性好、响应灵敏、选择性高,具有良好的应用前景。

基于功能化纳米金和石墨烯量子点的比色/荧光双信号检测Pb2+研究

以石墨烯量子点(GQDs)为荧光探针,金纳米粒子(Au NPs)为比色探针,构建一种简单、绿色、灵敏的Pb^2+荧光和比色双信号检测方法.比色分析基于Pb^2+诱导Au NPs聚集引起的颜色变化;荧光分析则基于二硫代氨基甲酸盐功能化金纳米粒子(DTC-Au NPs)对石墨烯量子点(GQDs)的内滤光效应(IFE),在Pb^2+存在的情况下,由于Pb^2+诱导DTC-Au NPs聚集,Au NPs对GQDs的内滤作用明显下降,GQDs的荧光恢复,该方法对Pb^2+的检测限为0.35μmol/L,可用于实际水样中Pb^2+的可视化现场检测.

Au@SiO_2颗粒对石墨烯量子点拉曼信号的增强作用

采用金纳米颗粒包覆了一层二氧化硅壳层作为实验材料,利用该核壳材料增强石墨烯量子点的拉曼信号,并实现了单颗粒增强.实验中,二氧化硅的厚度可以通过反应时间得到控制,该壳层可以增强金纳米颗粒的化学和物理稳定性.本文方法与使用纯金纳米颗粒增强石墨烯量子点拉曼信号相比,其拉曼信号强度增强了20%以上.

Au@石墨烯量子点复合材料的制备及表面增强拉曼散射应用

以柠檬酸钠为还原剂,采用原位化学还原法制备了Au@石墨烯量子点复合材料。对材料进行了扫描电镜、透射电子显微镜、能谱仪、紫外可见光吸收光谱仪、X射线光电子能谱仪以及拉曼光谱仪等表征。结果表明,复合材料相比于氧化石墨烯量子点的I_G/I_D值增加,说明其石墨化程度有所提高。将复合材料应用到表面增强拉曼散射(SERS)中检测罗丹明6G(R6G),复合基底的SERS强度为Au纳米基底的9倍,是氧化石墨烯量子点基底SERS强度的12倍,表明Au@石墨烯量子点复合材料在SERS检测中具有潜在应用。

配体调控石墨烯量子点催化活性的RRS法测定硫酸根

在70℃水浴条件下,柠檬酸三钠(TCA)还原HAuCl_4反应进行缓慢,加入石墨烯量子点(GQDs)作催化剂,反应加快。增大GQDs的加入量,反应随之显著增强,体系中生成的金纳米粒子增多,产生较高的共振瑞利散射(RRS)强度。在加入BaCl_2配体后,GQDs表面被BaCl_2包裹,抑制了GQDs的催化作用;当溶液中硫酸根离子(SO_4^(2-))存在时,生成BaSO_4沉淀,GQDs从BaCl_2表面脱离,此时GQDs恢复其催化作用,并随着SO_4^(2-)浓度的增加,GQDs的脱附量增多,体系的反应速度加快,催化反应随之增强,RRS信号线性增强。信号增强值与SO_4^(2-)在0.067～1.67μmol·L^(-1)范围内呈良好线性关系,检测限为0.041μmol·L^(-1),线性方程为ΔI_(570nm)=93.3c+0.4。

石墨烯量子点功能化金纳米粒子的制备及作为过氧化物模拟酶用于葡萄糖检测

基于石墨烯量子点(GQD)的还原性,在无需外加保护剂的条件下,采用一步法成功制备了稳定性高、分散性好的石墨烯量子点功能化的金纳米粒子(GQD@AuNPs).所制备的GQD@AuNPs有优良的过氧化物模拟酶催化活性,能够有效地催化H2O2氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)产生显色反应.以TMB为模型底物,研究了催化条件(温度和pH)对催化活性的影响.电子自旋共振光谱(ESR)结果表明,GQD@AuNPs与辣根过氧化物酶(HRP)类似,能有效地催化H2O2分解成羟基自由基(?OH).基于此,结合葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOx)作用下产生H2O2的原理,建立了可视化检测血清中葡萄糖含量的简便方法.在优化条件下,本方法的检测范围为2.0×l0-6~4.0×l0-5 mol?L-1,检出限为3.0×l0-7mol?L-1,并对实际样品进行测定,测定结果与临床结果一致.

金纳米球/氮掺杂石墨烯量子点固载Ru(bpy)3^2+电致化学发光法检测邻苯二酚

利用还原法制得金纳米球(Au NPs),与氮掺杂石墨烯量子点(NG QDs)杂化后,再以壳聚糖胶黏剂并通过静电作用使Ru(bpy)3^2+负载于其表面形成复合膜,制备了一种新型的固相电致化学发光(ECL)传感器。研究发现,与单一材料相比,Au NPs和NG QDs杂化复合材料作为载体显著提高了发光试剂Ru(bpy)3^2+的ECL信号。根据环境污染物邻苯二酚对该修饰电极ECL信号较强的阻抑作用,建立了测定领苯二酚的新体系。结果表明,Au NPs/NG QDs/Ru(bpy)3^2+修饰电极的ECL信号变化值与邻苯二酚的浓度负对数在5.0 nmol/L^10μmol/L之间呈良好的线性关系,检出限为3.0 nmol/L(r=0.9992)。对5.0μmol/L的邻苯二酚进行10次重复测定,相对标准偏差为4.6%,常见的共存物质不干扰测定,表明该方法的选择性较好。采用该修饰电极成功测定了河水中的邻苯二酚含量。

走进精彩的纳米世界

从光学显微镜到能探知纳米世界的超分辨率显微镜,2014年诺贝尔化学奖所表彰的科学研究突破了以往物体观测尺寸的界限,使人类得以研究更微小的世界。如,一般病毒的尺寸在100纳米左右,普通的光学显微镜难以进行有效的观察,也难以进行跟踪。用超分辨率显微技术,可以帮助实现对活细胞内病毒活动的观察,帮助理解这些病毒相关的致病分子机制,有可能帮助我们找到克制埃博拉病毒致病的方法和药物。

基于双重信号放大的电化学免疫法对前列腺特异性抗原的检测

以谷胱甘肽修饰的CdTe量子点(GSH-CdTeQDs)与金纳米粒(Au NPs)形成复合材料(AuNPs@GSH-CdTe)为信号标记物,并在还原氧化石墨烯(rGO)和AuNPs双重信号放大的作用下,建立了一种高灵敏检测前列腺特异性抗原(PSA)的三明治免疫夹心式电化学方法。在rGO/AuNPs表面固定二抗蛋白(Ab_2),捕获目标物PSA和标记有一抗蛋白(Ab1)的AuNPs@GSH-CdTe信号物,形成"三明治"免疫夹心结构。经HNO_3溶解后,采用方波溶出伏安法(SWSV)测定酸解的Cd^(2+)的峰电流用于定量分析PSA。其中AuNPs较大的比表面积以及较好的生物相容能力,达到了成功装载抗体以及放大信号的效果,同时具有较大表面积的rGO起到了协同放大的作用。所构建的免疫分析方法实现了对肿瘤标志物PSA的检测,其线性范围为0.5~200ng/mL,检测限为5.0 pg/mL,并且该方法专属性、重复性以及稳定性好。此外,在实际样品的检测中,加标样回收率为98.20%~106.2%,结果准确度良好,为检测PSA提供了准确可靠且灵敏度高的新方法。