基于碳量子点的荧光传感

本书简要介绍了荧光传感器、荧光传感机制及荧光纳米传感技术，重点围绕基于碳量子点的荧光纳米传感技术，阐述了碳量子点的制备方法、性质、功能化、发光机理及在传感领域中的应用。结合作者在碳量子点领域的科研工作，详细介绍了具体碳量子点的制备、表征、性能研究及其用于黄酮类化合物、人工合成色素、生物小分子、金属离子、药物成分和染色剂传感检测方面的成果和经验。 本书可供分析化学及纳米材料专业的科研人员、高校教师、研究生参考。

刘荔贞，博士，山西大同大学化学与化工学院副教授，博士期间的研究方向为碳纳米材料的合成、表征及性质的研究，先后在Talanat、Electrophoresis和RSCAdvances等期刊发表多篇SCI论文。工作后继续从事碳纳米材料方面的科研工作，从2016年参加工作到现在，先后主持了一项省科技厅项目和两项省教育厅项目，发表碳纳米材料相关的SCI论文10余篇。

第1章　荧光传感技术概述 001 1.1　荧光传感器简介 002 1.1.1　荧光传感器的发展 002 1.1.2　荧光传感器的组成 003 1.1.3　荧光性能基本常识 004 1.2　荧光传感机制 006 1.2.1　静态猝灭 006 1.2.2　动态猝灭 007 1.2.3　荧光共振能量转移 007 1.2.4　内滤效应 009 1.2.5　光诱导电子转移 010 1.2.6　聚集诱导发光 010 1.3　荧光纳米传感技术 011 1.3.1　荧光纳米材料 011 1.3.2　荧光纳米传感技术的应用 012 参考文献 013 第2章　基于碳量子点的荧光传感技术 017 2.1　碳量子点简介 017 2.2　碳量子点的制备方法 018 2.2.1　电弧放电法 018 2.2.2　化学氧化法 018 2.2.3　电化学法 019 2.2.4　激光烧蚀法 020 2.2.5　热分解法 020 2.2.6　水热合成法 021 2.2.7　微波合成法 021 2.2.8　超声波法 022 2.3　碳量子点的性质 022 2.3.1　光学特性 023 2.3.2　电催化特性 026 2.3.3　生物毒性与生物相容性 026 2.4　碳量子点的功能化 027 2.4.1　杂原子掺杂 027 2.4.2　表面修饰 032 2.5　碳量子点发光机理 033 2.5.1　量子限域效应 033 2.5.2　表面态发光 034 2.5.3　分子态发光 036 2.6　碳量子点在荧光传感领域的应用 036 2.6.1　金属离子检测 037 2.6.2　无机阴离子检测 039 2.6.3　分子检测 040 参考文献 042 第3章　黄酮类化合物的碳量子点荧光传感 050 3.1　碳量子点用于山柰酚的荧光传感 050 3.1.1　CDs的制备与表征 051 3.1.2　CDs的性能研究 053 3.1.3　基于CDs的荧光传感构建及对山柰酚的测定 057 3.1.4　CDs对山柰酚的荧光传感机理 061 3.2　碳量子点用于桑色素的荧光传感 062 3.2.1　CDs的制备与表征 062 3.2.2　CDs的性能研究 063 3.2.3　基于CDs的荧光传感构建及对桑色素的测定 066 3.2.4　CDs对桑色素的荧光传感机理 069 3.3　磷掺杂碳量子点用于金丝桃苷的荧光传感 070 3.3.1　P-CDs的制备与表征 071 3.3.2　P-CDs的性能研究 071 3.3.3　基于P-CDs的荧光传感构建及对金丝桃苷的测定 074 3.3.4　P-CDs对金丝桃苷的荧光传感机理 076 3.4　氮掺杂碳量子点用于杨梅素的荧光传感 076 3.4.1　N-CDs的制备 077 3.4.2　N-CDs的表征方法 077 3.4.3　N-CDs的性能研究 078 3.4.4　基于N-CDs的荧光传感构建及对杨梅素的测定 081 3.4.5　N-CDs对杨梅素的荧光传感机理 084 参考文献 085 第4章　人工合成色素的碳量子点荧光传感 092 4.1　氮、磷共掺杂碳量子点用于新胭脂红的荧光传感 093 4.1.1　N,P-CDs的制备与表征 094 4.1.2　N,P-CDs的性能研究 094 4.1.3　基于N,P-CDs的荧光传感构建及对新胭脂红的测定 098 4.1.4　N,P-CDs对新胭脂红的荧光传感机理 101 4.2　黄色和蓝色双波长发射碳量子点用于苋菜红的荧光传感 102 4.2.1　Y/B-CDs的制备与表征 103 4.2.2　Y/B-CDs的性能研究 104 4.2.3　基于Y/B-CDs的比率型荧光传感构建及对苋菜红的测定 107 4.2.4　Y/B-CDs对苋菜红的荧光传感机理 110 4.3　氮掺杂碳量子点用于亮蓝的荧光传感 111 4.3.1　N-CDs的制备与表征 112 4.3.2　N-CDs的性能研究 113 4.3.3　基于N-CDs的荧光传感构建及对亮蓝的测定 116 4.3.4　N-CDs对亮蓝的荧光传感机理 119 参考文献 119 第5章　生物小分子和金属离子的碳量子点荧光传感 124 5.1　橙色和蓝色双波长发射碳量子点用于L-谷氨酸的荧光传感 124 5.1.1　O/B-CDs的制备与表征 126 5.1.2　O/B-CDs的性能研究 126 5.1.3　基于O/B-CDs的比率型荧光传感构建及对L-谷氨酸的测定 129 5.1.4　O/B-CDs对L-谷氨酸的荧光传感机理 132 5.2　碳量子点的色谱分离及其不同组分用于Fe3+和Hg2+的荧光传感 133 5.2.1　CDs的制备、分离及表征 135 5.2.2　CDs及不同CDs组分的性能研究 136 5.2.3　CDs组分对Fe3+和Hg2+的荧光传感 147 参考文献 150 第6章　药物成分和染色剂的碳量子点荧光传感 155 6.1　红色和黄色双波长发射碳量子点用于盐酸莫西沙星的荧光传感 155 6.1.1　R/Y-CDs的制备与表征 156 6.1.2　R/Y-CDs的性能研究 157 6.1.3　基于R/Y-CDs的比率型荧光传感构建及对盐酸莫西沙星的测定 160 6.1.4　R/Y-CDs对盐酸莫西沙星的荧光传感机理 163 6.2　黄绿色荧光碳量子点用于刚果红的荧光传感 164 6.2.1　YG-CDs的制备与表征 165 6.2.2　YG-CDs的性能研究 166 6.2.3　基于YG-CDs的荧光传感构建及对刚果红的测定 168 6.2.4　YG-CDs对刚果红的荧光传感机理 171 6.2.5　YG-CDs的细胞毒性及成像研究 172 参考文献 174