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量子点(Quantum Dots)由于具有激发光谱宽、发射光谱窄而对称、发射波长可调、光化学稳定性好等优点,在纳米化学发光体系研究中占有独特的地位。近几年,掺杂量子点的二氧化硅纳米微球由于具有更好的稳定性与生物亲和性广泛应用于生物、化学和环境领域。特别是掺杂量子点的荧光微球在比率探针中的应用已经成为当前的研究热点之一。本文合成了掺杂量子点的荧光微球和具备特异性识别Hg2+的罗丹明B衍生物,并根据荧光共振能量转移原理,构建了能够快速、灵敏和准确的检测水溶液中Hg2+的荧光比率探针。本论文的主要研究内容和结论如下: 1.发光性能较好的量子点是构建Hg2+荧光比率探针的前提条件。本文选择环保低毒、操作简单和成本低廉的水相法,通过高压反应釜制备了粒径均匀、纯度高、荧光产率高的CdTeZn量子点。在制备过程中,通过对投料比、pH、温度等条件的优化,得到了该制备的最佳条件。为后续比率探针的构建,提供优良的能量供体。 2.量子点的光稳定性决定着后续探针的性能。采用外延生长法,在CdTe∶Zn核的表层包覆一层ZnS,能从一定程度上消除量子点表面的悬空键和缺陷,增强CdTe∶Zn量子点的荧光强度和光稳定性。但是,构建核壳结构的量子点并不能极大的提高其本身的光稳定性,也不利于在量子点外层修饰更丰富的连接基团。为了克服上述缺点,本文选择反相微乳法,通过在量子点外层包裹一层二氧化硅,得到了荧光纳米粒子,为以后高性能的荧光比率探针的构建提供了有力的保障。 3.水溶液中Hg2+的快速和灵敏检测对人类的健康和环境都具有重要的意义。本文通过简单的有机合成,制备出了具备特异性识别Hg2+的罗丹明B衍生物。同时,充分利用反相微乳法,合成出具备多层结构的荧光二氧化硅纳米粒子,并通过硅烷偶联剂与罗丹明B衍生物相连,得到了一种快速检测水溶液中Hg2+的荧光比率探针。最为重要的是,这种Turn-On型的荧光比率探针能够灵敏的检测水溶液中低至0.5μM的Hg2+,而且具有较好的选择性和抗干扰性。这种基于荧光共振能量转移的比率探针检测方法不仅丰富了有效监测环境中重金属离子的手段,也为生物、物理和化学等领域中其他探针的设计提供了一种新的思路。