具有AIE特性的硫铟铜量子点的应用文献综述

 2022-12-25 11:56:11

1.研究背景及文献综述

量子点（Quantum dots),又称纳米晶，是准零维的纳米材料，由少量原子构成[1]。量子点是一种半导体纳米结构，三个维度的尺寸都在100 nm以下，外观类似于一个极小的点状物。但其内部在各个方向上的运动都会受到明显限制，称之为局限效应[2]。因量子点的表面空穴和局限效应，连续的能带结构可变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可发射荧光[3]。基于其独特的光学性质和良好的生物相容性，量子点在光伏电池[4]、生物成像[5]及药物分析[6]等领域具有广泛应用。

传统的有机荧光材料是指一类具有平面的pi;共轭结构的分子。根据其不同用途，这些分子可被以固态、液态和气态应用。但是由于发生聚集，其荧光可被部分或完全猝灭，这种现象称为聚集导致猝灭（ACQ）[7]。关于产生ACQ的原因，现在主流观点是形成聚集体后，芳香化合物之间强烈的pi;-pi;堆积作用，导致生成发射弱或不发射的激基复合物，从而导致荧光猝灭[8]。ACQ问题的存在极大地限制了传统的荧光材料在生物分析中的标记数量，导致生物检测的信号量低、灵敏性差以及发生光漂白的问题。为解决这个问题，研究者们想出很多方法，却只能部分或暂时抑制分子的聚集，甚至使原本优异的荧光性能大大降低。2001年，唐本忠课题组发现一种与ACQ完全相反的现象——聚集诱导发光（AIE）。具有AIE性质的分子（AIEgens)，在稀溶液状态下发光微弱甚至难以观察到，而在聚集状态下甚至固体状态能够发出强烈的荧光。AIE材料利用疏水发光团在水中自发形成聚集这一自然发生的过程，恰好克服了普通荧光材料在聚集状态下应用的局限性。

区别于大多数AIE有机分子与Cd族和Pb族量子点，CuInS2量子点作为一种无毒的绿色材料被研究者关注。CuInS2量子点的荧光发射波长通常处于近红外区（650-900 nm），且具有较小的瑞利散射和良好的生物穿透性，非常适合生物体系物质检测的使用[9]。在众多半导体量子点中，铜铟二硫化物（CuInS2）是I-III-VI带隙半导体，体带隙为1.5 eV，在可见光谱范围（105 cm-1）内具有高光学系数，化学稳定性好，毒性较小。更重要的是，CuInS2 QDs表面存在大量缺陷，这些缺陷是载体的非辐射复合位点，有利于有效加速催化剂表面的反应[10]。

关于CuInS2量子点的合成方法已有很多的文献提出，不同的方法制备出的量子点其物理化学性质也有很大的差异，荧光量子产率也各有不同。基于水相合成法操作简便、所得产物水溶性良好等特点，文献报道中合成方法多以两亲性小分子作为稳定剂，如3-巯基丙酸（MPA)[11][12]、巯基乙酸（TGA)[13]、谷胱甘肽（GSH）[14]等。Castro等成功制备了CuInS2量子点，并观察到因量子局限效应导致的尺寸依赖的光致发光光谱[15]。Mei S.L.等以柠檬酸钠和巯基乙酸（TGA)为稳定剂，用微波辅助水合法合成Cu-In-S/ZnS壳核结构量子点[16]。

铝（Al3 ）约占地壳中存储的所有元素的8％，广泛分布在环境中[17]。在微生物或酸性土壤中，因为Al3 与细胞壁、胞质溶胶和质膜具有复杂的相互作用[18]，高Al3 水平损害人体免疫系统，从而导致红细胞减色贫血，生物酶活性降低和细胞死亡。此外，人体内过量的Al3 积累会损害中枢神经系统，从而可能导致帕金森氏症或阿尔茨海默病[19][20][21][22]。 因此，由于Al3 对环境和人类健康的潜在影响，Al3 的定量检测具有重要意义。

常规方法用于Al3 检测，包括伏安法、电感耦合等离子体质谱、原子发射（ICP-MS / AES）和原子吸收（AAS）谱[23]。然而，这些方法会受到外界干扰，复杂的操作过程和昂贵的设备维护等限制。Liang等开发了一种荧光Al3 传感器，是基于二-（2-吡啶）胺（Dpa）配体，通过一步法连接1-（溴乙酰基）芘，命名为DBT，并成功应用于实际水样和固相（TLC）中Al3 的检测[24]。Fang等发现氮掺杂的石墨烯量子点（N-GQD）探针显示出对Al3 的选择性和敏感荧光增强响应，其机制可能是Al3 和N-GQD之间复合物的形成限制了N-GQD本身的光诱导电子转移（PET）过程,并首次通过共聚荧光成像将其用于检测活细胞中的Al3 [25]。Anetta等以5％ HNO3作为衍生试剂，建立了一种全新的HPLC-ICP-MS方法，用于同时对游离Al3 和氟化铝配合物进行分析[26]。在各种方法中，荧光检测因其操作简单，低成本，快速响应和优异的再现性脱颖而出。

2.拟研究的问题

本课题利用CuInS2量子点建立一种快速检测Al3 的分析方法。

3.研究手段

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章