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(lái)進(jìn)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(diǎn):良好的選擇性、較多的可測(cè)定特征參數(shù)、高的靈敏度,一般來(lái)說(shuō)比分光光度法和比色法高2到3個(gè)數(shù)量級(jí)。此外,熒光分析方法還具有動(dòng)態(tài)線性范圍較寬、方法簡(jiǎn)便、取樣量少、所需的儀器設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。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(duì)檢測(cè)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(diǎn)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(duì)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(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn),并且通過(guò)運(yùn)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(jià)值以及應(yīng)用價(jià)值。
　　在本論文中,我們采用制備簡(jiǎn)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(cè)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(shí)際樣品的分析。開(kāi)展的工作主要有以下幾個(gè)方面:
　　(1)通過(guò)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(jìn)行了透射電子顯微鏡(TEM)的表征。基于內(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(cè)生物巰基化合物的熒光分析方法。在最優(yōu)條件下,檢測(cè)半

4、胱氨酸(Cys)的線性范圍是1.0×10-7~2.0×10-6M,檢測(cè)谷胱甘肽(GSH)的線性范圍是5.0×10-8~5.0×10-7M,檢測(cè)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(cè)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(cè)速度較快且操作簡(jiǎn)單的定量檢測(cè)Cr(Ⅲ)的方法。在最佳實(shí)驗(yàn)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(gè)較寬的線性范圍,在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了用該方法檢測(cè)Cr(Ⅲ),具有靈敏度高、操作方便等特點(diǎn)。此外,該方法已成功應(yīng)用于測(cè)定合成樣品和自來(lái)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(guò)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(shí)現(xiàn)了5D4-7F6和5D4-7F5躍遷,返回至基態(tài)時(shí)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(jìn)而引起體系的熒光信號(hào)變化。由于Ag+可以有效地破壞G-四鏈體的結(jié)構(gòu),進(jìn)而抑制G-四鏈體-氯化血紅素DNA酶的活性,基于此,通過(guò)檢測(cè)CePO4:Tb3+納米粒子的熒光信號(hào)變化,建立一種“Turn-on”型定

7、量檢測(cè)Ag+的方法。在0.4~8μmol·L-1的Ag+濃度范圍內(nèi),熒光強(qiáng)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(lái)水樣品中添加定量的Ag+來(lái)檢測(cè)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(cè)H2O2的熒光分析方法。同時(shí),我們還通過(guò)使用尿酸氧化酶,在有氧的條