硒化镉量子点的安全性及在食品领域的应用

硒化镉量子点是目前研究最广泛的一种量子点,在生物学、医学及食品领域具有广阔的应用潜力。随着硒化镉量子点的广泛研究及应用,硒化镉量子点的安全性备受人们关注。本文重点综述硒化镉量子点的分类及制备、安全性以及在食品领域应用现状及存在问题。

硒化镉量子点对人黑素瘤细胞和正常表皮细胞的毒性

目的通过cellcountingkit-8(CCK-8)检测不同粒径硒化镉(CdSe/ZnS)量子点对人恶性黑素瘤细胞A375、A375.s2以及正常人表皮细胞HaCaT的细胞毒性,研究硒化镉量子点对黑素瘤细胞生长的影响。方法分别取处于对数生长期的A375、A375.s2以及HaCaT细胞铺入96孔板内,次日分别向铺有细胞的孔内加入浓度为162、81、54、40.5、27、10.125、4.05、2.025、1.0125nmol/L水溶性量子点(QDs)-605与QDs-545进行孵育,24h后每孔加入10μlCCK-8,测定2种硒化镉量子点对A375、A375.s2及HaCaT细胞增殖的影响。结果 CCK-8法显示,随着QDs-605与QDs-545浓度的增加,A375和A375.s2细胞存活率随之下降。不同浓度的QDs-605与QDs-545作用于A375、A375.s2细胞,24h后其细胞存活率均低于对照组(P<0.05,P<0.01),但是对HaCaT细胞没有抑制作用。结论硒化镉量子点对A375、A375.s2人黑素瘤细胞有一定的抑制作用,而对HaCaT正常人表皮细胞抑制作用不明显。

硒化镉量子点的细胞毒性初步实验研究

目的:通过四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)检测硒化镉(cdSe/ZnS)量子点对L-929小鼠成纤维细胞的细胞毒性,以此评价硒化镉量子点的生物相容性。方法:以MTT法测定硒化镉量子点对L-929小鼠成纤维细胞增殖的影响。结果:MTT法显示,硒化镉量子点对L-929小鼠成纤维细胞的抑制率高,呈现浓度和时间依赖性,还能明显改变成纤维细胞的形态。结论:硒化镉量子点对L-929小鼠成纤维细胞有明显的抑制作用,其生物相容性较差。

锡硫化合物包覆的水溶性硒化镉量子点的制备与表征

以Na2S、Na2SnO3、稀盐酸及水合肼为原料成功合成了锡硫化合物(Metalchal cogenidometalates,MCCs)。该化合物在离子溶液中解离出SnS44-或Sn2S46-,这两种低聚阴离子因其电子空间结构特殊而具有配位作用,故能置换CdSe量子点表面原有的长链有机配体,从而实现量子点从有机相到无机相的转移。配体交换后的量子点可以较好地分散在水、氨水、水合肼和二甲亚砜等一系列极性溶剂中。我们分别用透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)和红外吸收光谱(FTIR)表征了CdSe的分散性、光学性质及表面配体情况。

活性污泥对硒化镉量子点暴露的胁迫响应机制

为揭示硒化镉(CdSe)量子点(quantum dots,QDs)在复杂环境体系中的生物毒性效应,本研究以活性污泥为研究对象,探讨了CdSe QDs(0.1~10 mg·L^(-1))长期暴露对序批式活性污泥反应器运行效能、污泥性能以及微生物代谢作用的影响。结果表明,在实验质量浓度范围内,出水COD值和硝酸盐波动较大,而硝化作用影响较小,且低剂量CdSe QDs的存在加速了NH_(4)^(+)-N的降解,1 mg·L^(-1)CdSe QDs将平均氨氧化速率由2.2 mg·(L·h)^(-1)提高到3.3 mg·(L·h)^(-1)。尽管CdSe QDs会引起出水浊度略微增加,但污泥沉降性能始终维持稳定。CdSe QDs主要与污泥表面的C—O—C、C—O、C—C和磷酸基团结合,诱导胞外聚合物的酪氨酸类蛋白荧光淬灭。同时,微生物会通过分泌色氨酸类蛋白以缓解胁迫影响。此外,活性污泥的物种丰富度和多样性均受CdSe QDs的抑制,但低质量浓度CdSe QDs有利于Nitrospirae相对丰度的增加。PICRUSt2预测显示,微生物的新陈代谢和遗传信息处理相关的代谢通路均受到CdSe QDs的显著抑制,膜传输和信号传导的代谢通路丰度最终分别下降至32552和7876,导致反应器出水COD值随暴露剂量的增加而逐渐增大。因此,CdSe QDs通过改变微生物群落结构和功能影响活性污泥有机物的去除效果,但对硝化反应及污泥絮凝和沉淀性能并未表现出明显负面效果。

硒化镉量子点偶联羟基磷灰石荧光谱的温度特性

为了探究羟基磷灰石(HAP)纳米颗粒与硒化镉量子点(CdSe QD)的共轭物HAP-QD作为生物纳米温度探针的可能性,将CdSe QD与HAP纳米颗粒进行化学偶联,得到HAP-QD共轭物,并研究了HAP-QD荧光谱的温度特性。首先用硅烷偶联剂KH550对HAP表面进行氨基修饰;然后在偶联活化剂的作用下将表面修饰有羧基的CdSe QD与表面修饰有氨基的HAP进行共价偶联,得到HAP-QD共轭物;最后测量了298~318 K温度范围内CdSe QD和HAP-QD的荧光谱。实验结果表明,HAP-QD的荧光谱峰位随温度的升高会出现红移,且具有良好的线性关系。

高活性硫化铅电极的制备及在量子点敏化太阳能电池中的应用

为了提高量子点敏化纳晶薄膜太阳能电池的光电转换效率,我们通过连续在酸和多硫溶液中处理铅片制备了对多硫电解液具有高电催化活性的硫化铅电极.通过电化学阻抗谱测试评价所制备硫化铅电极的催化活性,从而确定制备高效硫化铅电极的最佳条件.以在最佳条件下制备的硫化铅为对电极、CdSe量子点敏化TiO2纳晶薄膜为工作电极和多硫电解液组装成量子点敏化太阳能电池.光电性能测试结果表明所制备的电极具有良好的催化活性和光电转换性能.与已报导的方法相比,新方法大幅度地减少制备过程所需的时间,但却提高了所制备的硫化铅对电极的催化活性.通过X射线衍射和扫描电镜测试表征了硫化铅的生成过程,探讨了催化活性提高的原因.

N-Bi_2O_2CO_3/CdSe量子点光催化氧化NO及原位红外光谱研究

本实验成功制备了氮掺杂碳酸氧铋(N-Bi_2O_2CO_3,N-BOC)/硒化镉量子点(CdSeQDs)复合光催化剂,并将其运用于光催化降解室内空气污染物一氧化氮(NO)。X射线衍射、透射电子显微镜和光电子能谱测试结果表明N-BOC光催化剂在保持原有纳米片结构和形貌的基础上成功负载了CdSeQDs。光催化氧化NO实验结果显示CdSeQDs的引入可显著提高N-BOC的NO去除率,并且二次毒副产物NO2生成率大幅度降低至1%,表明复合光催化剂具有极强的毒副产物抑制特性。固体紫外漫反射吸收光谱和发光光谱测试表明CdSe QDs拓宽并提升了N-BOC的光响应范围和能力,并有效抑制了光生电子-空穴的复合效率。通过原位漫反射傅里叶变换红外光谱技术(DRIFTS)分析,发现在N-BOC/CdSe QDs光催化氧化NO反应过程中没有NO2信号产生,仅观测到NO3-相关信号。机理分析表明超氧自由基(O2-)和光生空穴(h+)是体系中可能存在的活性物种,实现了对NO到NO3-的彻底氧化。

CdSe量子点的制备及荧光性能改善

主要讨论了CdSe量子点的制备及荧光性能的改善。采用水相合成方法制备了CdSe量子点,并用X射线粉末衍射仪对所合成的量子点进行表征,用荧光分光光度计研究了量子点的荧光性质。结果表明,采用样品处理温度的调节和ZnS壳层的包覆能在一定程度上改善CdSe量子点的荧光性能。

双电位比率型量子点ECL适配体传感器的构建及其应用

比率型电致化学发光适配体传感器检测目标时可显示两种不同的ECL信号,以往对比率型ECL传感的研究大多基于鲁米诺-过氧化氢(Luminol-H_(2)O_(2))体系。研究设计了一种基于硒化镉量子点(CdSe QDs)和钌联吡啶修饰的钌硅纳米粒子(RuSi@Ru(bpy)_(3)^(2+)NPs)的双电位比率型ECL适配体传感器,用于卡那霉素超灵敏高选择性检测。分别选取CdSe QDs和RuSi@Ru(bpy)_(3)^(2+)NPs作为阴极和阳极ECL发光体。通过卡那霉素两条互补的适配体链作为连接CdSe QDs与RuSi@Ru(bpy)_(3)^(2+)NPs的媒介,通过酰胺偶联反应在玻碳电极表面构建检测卡那霉素传感器。卡那霉素检测浓度范围为1.0 fmol/L~10 pmol/L。线性拟合方程为△I=0.132 lg c+2.133,相关系数为0.999(c代表卡那霉素浓度,mol/L)。信噪比S/N=3时,检测限(LOD)为0.4 fmol/L。研究结果为两个ECL发光体构建比率型ECL传感器提供了新思路。

核壳结构硒化镉/硫化镉/巯基乙酸量子点载流子输运特性

采用水溶液法合成了巯基乙酸(TGA)包覆的CdSe量子点.通过X射线粉末衍射和高分辨透射显微镜检测结果证实,合成得到闪锌矿结构CdSe量子点.能谱图和傅里叶变换红外光谱图结果说明,在核CdSe纳米粒子表面与配体TGA之间有CdS壳层结构形成.利用样品表面光电压(SPV)谱,指认CdSe量子点精细能带结构以及各自对应的激发态特征:475nm(2.61eV)和400nm(3.1eV)两个波长处的SPV响应峰分别与CdSe核和CdS壳层带-带隙跃迁相对应;370nm(3.35eV)附近SPV响应峰可能与TGA中羰基与巯基或羧基之间发生的n→π*跃迁有关.场诱导表面光电压谱结果证实,合成的CdSe量子点具有明显的N型表面光伏特性,而上述n→π*跃迁则具有P型表面光伏特性.荧光光谱谱线均匀增宽以及SPV响应峰位蓝移,说明样品具有明显的量子尺寸效应.结合不同pH值下合成的CdSe量子点的SPV谱和表面光声谱发现,SPV响应强度与表面光声光谱信号强度变化趋势恰好相反.上述样品表面光伏效应表明,CdSe量子点表面和相界面处的精细电子结构以及光生载流子的输运特性均与量子点的尺寸大小存在某种内在联系.

CdSe量子点掺杂硼硅酸盐玻璃的光学性能

将CdO和ZnSe作为量子点引入前驱体,采用高温熔融冷却–热处理法,制备了CdSe量子点掺杂硼硅酸盐玻璃。透射电子显微镜测试表明,CdSe量子点呈六方晶结构。荧光光谱测试表明,CdSe量子点在可见波段存在本征发光和缺陷发光。随热处理温度增高,可以降低缺陷发光,提高量子点本征发光。研究了玻璃网络结构对CdSe量子点析晶影响。结果表明,随着B2O3含量增大,玻璃中二维（2D）网络结构增多,Cd^2＋和Se^2–移动能力增强,有利于量子点析出和表面缺陷钝化。CdSe量子点波长可调谐发光的特性,使得其有望作为在可见光波段的光增益介质。

基于三乙醇胺修饰的CdSe量子点-芦丁二元体系的相互作用及其对痕量铝快速、灵敏检测研究

合成了三乙醇胺(TEA)修饰的硒化镉量子点(CdSe Quantum Dots)纳米材料(TCQs),分别利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱、荧光光谱及紫外吸收光谱对其进行研究,结果表明合成的TCQs具有非常好的荧光特性.在TCQs中加入芦丁,TCQs的荧光强度降低.随后加入铝离子,荧光强度恢复,且铝离子浓度在1.6×10-7~1.7×10-5 mol·L-1的范围内,与相对荧光强度变化呈良好的线性关系,线性方程为:F/F0=4 856.7c+1.005 4,r=0.999 2,检测限为5.3×10-8 mol·L-1,回收率为96.3%~106.1%.进一步采用荧光分光光度法,对油条中痕量铝离子进行了检测.对芦丁作用TCQs的猝灭机理及Al3+对TCQs-芦丁二元体系的荧光恢复机理进行了讨论.该结果可为食品、药品以及其他领域铝离子的检测提供新的思路和方法.

CdSe量子点的构建及其在食品安全检测中的应用研究

量子点(Quantum dots,QDs)通常由II-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成,其形貌一般为球形或类球形,是过去20多年分析传感领域研究最受关注的一类发光半导体纳米材料。硒化镉量子点(CdSe QDs)是由Cd/Se核和Zn/S涂层形成的发光半导体纳米粒子,由于其独特的物理特性和光学特性,已成为生物分析、生物成像研究中最有价值的纳米探针之一。基于此,结合国内外相关研究,简要介绍了CdSe QDs的功能特性,总结了CdSe QDs的制备方法,最后分析了其在食品安全检测中的研究与应用现状,并探讨了CdSe QDs在食品领域应用面临的机遇和挑战,为其在食品及相关领域中的进一步应用提供新思路。

CdSe量子点凝胶快速制备及其光谱特性

以水为反应溶剂,采用NaBH_4还原SeO_2并与过量CdSO_4反应,制备CdSe量子点凝胶。所得CdSe量子点凝胶直接干燥即得到固态粉体,若用聚乙二醇或谷胱甘肽等作为分散修饰剂可方便的转化成相应的溶胶,制备方法快速简单、成本低。CdSe量子点凝胶、粉体、溶胶均具有良好的光致发光特性,且性质稳定。结果表明反应物CdSO_4与SeO_2用量的摩尔比(Cd/Se值)和反应温度影响CdSe量子点的荧光特性。当制备凝胶的Cd/Se值由2.4:1增加12:1时,CdSe量子点-聚乙二醇溶胶的荧光强度增加,荧光发射峰由560nm红移到610nm;当制备凝胶的反应温度由40℃增加到90℃时,CdSe量子点-聚乙二醇溶胶的荧光发射峰由560nm红移到600nm。CdSe量子点-聚乙二醇溶胶的荧光量子产率20%左右。