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碳量子点(Cdots)作为发光碳纳米材料具有良好生物相容性和低毒性,近年来备受科研工作者的青睐。本文采用简单的“中和热”反应一步式合成了两种功能碳量子点,用以作为荧光探针建立三种荧光检测技术,分别实现了血液中铁离子、铜离子以及尿液中酪氨酸的高效分析。主要研究内容包括:(1)建立了基于氮掺杂的碳量子点(N-Cdots)的荧光和比色双重分析法,并应用于血中总铁的传感检测(第二章)。以富氮的三聚氰胺(MA)为原料,通过乙二胺和磷酸“中和热”反应,一步式制得氮掺杂的荧光N-Cdots,并考察了其水溶性和环境稳定性。研究表明,与普通的碳量子点相比,该N-Cdots具有荧光可调的独特性能,特别是,其发射的蓝绿色荧光可被Fe3+和Fe2+离子猝灭,同时呈现出明显的颜色变化。由此建立了荧光和比色分析方法,用以分别实现了血液和自来水中Fe3+和Fe2+离子的同时分析,检测限达5.0 nM。(2)制备了一种具有荧光上转换特性的Cdots材料,并作为荧光探针用于血中铁离子和铜离子的荧光分析(第三章)。以姜黄素培育的酵母作为生物碳源,通过“中和热”反应一步合成了姜黄素-酵母碳量子点(CY-Cdots),发现其在近红外光激发下具有独特的荧光上转换特性,同时其荧光可被铁离子和铜离子特异性猝灭,由此构建了基于CY-Cdots荧光上转换探针的荧光分析技术,分别实现了血液中铁离子和铜离子的分析,其对铁和铜离子的检测限分析达4.0 nM和3.5 nM。此外,通过引入铜离子的络合剂EDTA,可实现对铁离子和铜离子的分别检测;特别是,具有上转换荧光的CY-Cdots探针因采用近红外光作为激发源,具有光穿透深、生物背景干扰低、无组织损伤等优点,可望应用于活体中铁和铜的检测与成像分析。(3)发展了一种基于CY-Cdots荧光探针的酪氨酸荧光检测技术(第四章)。采用“中和热”反应合成CY-Cdots黄色荧光材料,并考察了其对酪氨酸的特异性响应性能,结果表明,与一般发射蓝色荧光的Cdots不同,CY-Cdots可发射黄色荧光,并能被酪氨酸特异性猝灭,由此构建的荧光分析方法对尿液中酪氨酸的检测线性范围为0.050-10.0μM,检测限为3.0 nM,可望推广应用于临床实验室酪氨酸的检测,用于早期癌症的辅助性诊断和进展监测。