基于金纳米簇构筑检测全氟辛磺酸的特异性光学新平台
由于优异的表面活性剂特性和抗氧化性，全氟辛磺酸（PFOS）已被广泛应用于多种行业。然而，毒理学表明PFOS对生态安全和人类健康均已造成极大危害。传统检测PFOS技术主要是色谱和质谱联用；然而，昂贵的仪器和复杂的操作限制了它的推广使用。因此，迫切需要开发操作简单、快速和低成本的PFOS检测新方法。近年来，由于其响应时间短、选择性高、灵敏度高等特点，一些基于光学信号的检测技术（例如比色法，荧光法）正逐渐受到人们的广泛关注。 荧光金属纳米簇（MNCs）具有极小的尺寸、出色的光稳定性和独特的电子结构，是优异的发光和催化材料。然而，对于大多数MNCs来说，相对较弱的发光和不易调整的发射范围极大地限制了MNCs的实际应用。在本论文研究中，我们首先利用一系列杯芳烃衍生物提高了胞苷-5''磷酸保护的金纳米簇(AuNCs@CMP)的荧光，并将其应用于 PFOS 的定量检测。此外，还基于AuNCs@CMP 的类过氧化物酶活性，设计了可特异性检测 PFOS 的比色响应平台。具体开展研究内容如下： （一）基于聚集诱导发光增强（ AIEE ）原理和超分子共组装调控策略， AuNCs@CMP和杯[4]芳烃衍生物（C4A-Ds）构建了可高灵敏检测PFOS的荧光探针体系。为此，我们首先设计并合成了一系列具有不同链长度和不同数目正电荷的C4A-Ds；然后将其分别与AuNCs@CMP相互识别构筑组装体。其中，赖氨酸-杯[4]芳烃（LC4AP）增强AuNCs@CMP的荧光发射幅度最大，因此基于LC4AP与AuNCs@CMP构建了AuNCs/LC4AP荧光探针体系。进一步，通过与AuNCs竞争性结合LC4AP，PFOS可导致组装体部分解离并猝灭组装体的荧光。因此，利用 AuNCs/LC4AP 对 PFOS 的响应，实现了对污染物 PFOS 在宽范围（0-100μM）内的高灵敏度测定。此外，该方法成功地检测了自来水和土壤提取物中的PFOS，证明了其在实际PFOS测定中的应用潜力。 （二）AuNCs@CMP 不但是一种荧光材料、它同时还具有优越的类过氧化物酶活性，在H2O2存在的条件下，可催化TMB的氧化使其变蓝。此外，通过与催化活性位点结合，或者消耗体系中的活性氧（ROS）等途径 PFOS 可以抑制TMB 的氧化进程。基于此，我们构建了可特异性检测 PFOS 的比色平台（AuNCs/TMB/H2O2）。研究结果显示，体系AuNCs/TMB/H2O2可以在很宽的浓度范围（0-50 μM）内对PFOS进行定量检测；而且，经优化其LOD可低至150 nM。机理研究表明：产生比色响应的本质是由于 PFOS 消耗了系统中产生的活性氧（ROS），从而抑制了系统中TMB的氧化进程。此外，该比色方法也被成功地应用到自来水或土壤提取物中 PFOS 的测定，并取得良好的回收率。因此，本研究提供了一种可特异性检测水中 PFOS 的新型比色平台。该方法具有快速、灵敏和选择性高等优点，为检测环境水中的PFOS提供了一种新策略。
比色响应平台;荧光金纳米簇;全氟辛磺酸;检测性能
吉林大学
硕士
物理化学
吴玉清
2023
中文
TB342
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）