基于Mn3O4_AuNPs复合纳米酶和非共轭聚合物纳米材料对叔丁基对苯二酚的检测研究.pdf

摘要

摘要

基于非共轭聚合物点（NCPDs）的荧光传感器，具有对分析物检测高灵敏、信

号响应快速和易于制备等优点，金纳米团簇(AuNCs)和碳点(CDs)由于其尺寸可控、

优异的光学性质、高生物相容性、高催化性能、易于合成等优点，广泛应用于生物

传感和生物成像等检测领域。Mn3O4纳米颗粒具有模拟酶的优异特性和较高的催

化效率，碘铜掺杂的碳点(Cu,I-CDs)具有较低的细胞毒性和良好的水溶性，是构建

荧光传感器的热门材料。本论文首先对纳米酶、碳量子点、非共轭聚合物点和金纳

米团簇的特性、合成方法以及它们在不同分析领域的应用研究进行了综述，在此基

础上，完成了以下研究工作：

一、本研究采用四羟甲基氯化磷(THPC)和聚乙烯亚胺(PEI)作为主要原料，按

照特定比例混合，在25℃的温和条件下进行聚合交联，成功地构建了具有绿色发

光性能的NCPDs。用牛血清白蛋白(BSA)和四氯金酸(HAuCl4)合成了具有红色荧

光的金纳米团簇(AuNCs)。以CuCl2和3-碘-L-酪氨酸为原料，采用水热法合成了具

有绿色荧光的Cu,I-CDs。以Mn3O4纳米颗粒和AuNPs为原料合成了具有高模拟酶

活性的MnO/AuNPs复合纳米酶。通过XRD、XPS、红外光谱、紫外吸收光谱、

34

荧光光谱、扫描电镜、透射电镜等表征手段对所合成的材料的光谱性质和表面结构

进行表征分析。

二、构建了基于NCPDs和AuNCs的比率荧光探针，首次成功用于食品中叔

丁基对苯二酚(TBHQ)的检测。在酸性条件下，NCPDs和AuNCs之间发生荧光能

量共振转移（FRET）效应，导致NCPDs在480nm处的荧光强度降低，而AuNCs

在630nm处的荧光增加。随着TBHQ浓度的增加，AuNCs和TBHQ之间的强静

电相互作用导致AuNCs的荧光猝灭，而NCPDs的荧光增加。TBHQ的浓度在0.20

–60μg/mL范围内与两波长下荧光强度比值（F480/F630）呈良好的线性关系（F480/F630

=0.05C+0.89，R2=0.9982），检出限为0.048μg/mL，定量限LOQ为0.16μg/mL，

测定几种食品样品中的TBHQ，回收率80%–102%。结果表明，基于NCPDs/AuNCs

的比率荧光探针对TBHQ检测具有高选择性和高灵敏度，在食品安全监测领域具

有较大的应用潜力。

三、利用MnO和AuNPs复合纳米酶（MnO/AuNPs）和铜，碘掺杂的碳量

3434

子点（Cu,I-CDs）构建了双模式检测TBHQ的方法。MnO/AuNPs复合纳米酶将

34

无色的叔丁基对苯二酚（TBHQ）氧化成红色的氧化产物2-叔丁基-1,4-苯醌（TBBQ），

I

摘要

在最大吸收波长487nm处实现紫外可见光度法检测TBHQ，A487与TBHQ的浓度

2

在0.52–50μg/mL范围内呈线性关系（A487=0.01C+0.23，R=0.9969），检出限

LOD为0.063μg/mL，定量限LOQ为0.21μg/mL。由于TBHQ的氧化产物TBBQ

可以通过荧光内滤效应猝灭Cu,I-CDs在500nm处的荧光，据此构建了一种“开-

关”型荧光探针测定TBHQ。TBHQ的浓度与F0-F值在0.31–54μg/mL范围内呈线

性关系（F0-F=32.5C+222.7，R2=0.9978），检出限LOD为0.054μg/mL，定量限

LOQ为0.18μg/mL。分别将比色、荧光两种检测模式应用于食品中TBHQ的检测，

回