石墨烯熒光探針的設(shè)計(jì)及其用于谷氨酸和銅離子檢測的研究.pdf

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
　　青光眼是眼科常見疾病，其發(fā)病過程中對視神經(jīng)產(chǎn)生不可逆的損害，是全球?qū)е乱暳适У闹饕鄄≈?，僅次于白內(nèi)障，因而青光眼的防盲工作重點(diǎn)要放在早監(jiān)測早診斷早治療上（在發(fā)生明顯視神經(jīng)損害之前）。有研究表明視網(wǎng)膜細(xì)胞釋放過量的谷氨酸是導(dǎo)致青光眼的重要原因之一，青光眼視網(wǎng)膜也發(fā)現(xiàn)銅離子的蓄積，所以監(jiān)測眼部谷氨酸和銅離子含量具有重要意義，進(jìn)而可以預(yù)防青光眼的發(fā)生。相比其它技術(shù)，熒光方法具有簡單、快速、高選擇性及高靈敏性等優(yōu)點(diǎn)而

2、倍受關(guān)注，并日益廣泛地應(yīng)用在生物、環(huán)境和微量化學(xué)檢測中。將對生物分子或離子的識(shí)別信息轉(zhuǎn)換為熒光基團(tuán)的光物理性質(zhì)的改變，如熒光增強(qiáng)或減弱、光譜移動(dòng)等變化，從而實(shí)現(xiàn)對分子或離子的檢測。本研究合成了系列石墨烯熒光化合物，發(fā)現(xiàn)將熒光發(fā)色基團(tuán)引入到載體，獲得了水溶性良好、分別對谷氨酸鈉和銅離子選擇性高的石墨烯熒光化合物。
　　實(shí)驗(yàn)方法:
　　一、石墨烯熒光探針的制備
　?。ㄒ唬┦晒饣衔颎AF（氧化石墨烯熒光體雜化物）的合

3、成
　　本實(shí)驗(yàn)中氧化石墨烯采用改進(jìn)的Hummers法制備。取確定質(zhì)量的氧化石墨烯固體，超聲分散于一定體積的水中，得到已知濃度的氧化石墨烯分散液。利用氧化石墨烯和氨基熒光素為反應(yīng)原料，采用一系列化學(xué)手段，使二者之間形成穩(wěn)定的酰胺鍵，從而得到功能化的氧化石墨烯，即熒光探針GAF。
　　（二）石墨烯熒光化合物GAP（氧化石墨烯萘基雜化物）的合成
　　取一定體積已知濃度的氧化石墨烯分散液，利用催化劑使羧基得以活化，加入一定量萘

4、胺的醇溶液，加熱，脫水縮合，生成了對銅離子具有高度選擇性的熒光探針GAP。
　　二、石墨烯熒光探針的表征
　　對石墨烯熒光化合物GAF和GAP的表征手段包括:利用傅立葉紅外光譜和X-射線光電子能譜實(shí)現(xiàn)了對化合物成分分析，利用透射電鏡、X-射線衍射儀、拉曼光譜實(shí)現(xiàn)了對物質(zhì)形貌和微結(jié)構(gòu)的分析，利用紫外可見分光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)實(shí)現(xiàn)了對電子躍遷的觀察。利用核磁實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)物結(jié)構(gòu)的分析。熱重分析揭示了物質(zhì)熱穩(wěn)定性的情況。原子力顯

5、微鏡實(shí)現(xiàn)了對固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析。
　　三、石墨烯熒光探針選擇性及靈敏度的檢測
　　（一）石墨烯熒光探針GAF的選擇性
　　取一定質(zhì)量制備成功的石墨烯熒光探針GAF，溶于醇水混合溶劑中，反復(fù)超聲后，靜置，得均勻分散液。檢測多種氨基酸和糖類，通過對熒光探針GAF熒光強(qiáng)度的觀察，實(shí)現(xiàn)了對谷氨酸鈉的高度選擇性，具有高的靈敏度，可以檢測出低至0.5mg/L的濃度。
　　（二）石墨烯熒光探針GAP的選擇性
　　取一

6、定質(zhì)量制備成功的石墨烯熒光探針GAP，溶于醇水混合溶劑中，反復(fù)超聲后，靜置，得均勻分散液。檢測多種具有生理功能的陽離子，通過對熒光探針GAP熒光強(qiáng)度的觀察，實(shí)現(xiàn)了對銅離子的高度選擇性，具有高的靈敏度，可以檢測出低至1 mg/L的濃度。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
　?。ㄒ唬┦晒馓结楪AF體系中，通過比較原料和目標(biāo)產(chǎn)物的紅外、紫外光譜及熱穩(wěn)定性變化證實(shí)產(chǎn)物的成功制備。通過熒光分光光度計(jì)檢測了熒光探針GAF對各種氨基酸和糖類的響應(yīng)情況

7、，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示對谷氨酸鈉具有高度的選擇性，且在不同濃度的谷氨酸鈉溶液中熒光強(qiáng)度不同。
　?。ǘ┦晒馓结楪AP體系中，我們對目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了紅外、紫外可見光譜、拉曼光譜、X-射線光電子能譜等表征證實(shí)了產(chǎn)物的成功制備。通過熒光分光光度計(jì)檢測了熒光探針GAP對生命體中的金屬離子的響應(yīng)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示對銅離子具有高度的選擇性，隨著銅離子濃度的增強(qiáng)，熒光探針GAP的熒光不斷下降。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
　　本研究首次發(fā)明并成功