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高灵敏、高选择荧光传感器的制备及其对硝基芳烃的超痕量检测

特点：

目标物固定，制备荧光传感器。

痕量硝基芳烃爆炸物的检测对于预防恐怖犯罪、维护国土安全和保护人民生命财产等具有重要意义。

基于荧光猝灭的荧光传感器具有检测方法简单、灵敏度高等优点而备受人们重视。

然而，该类传感器，特别是荧光共轭聚合物薄膜传感器，检测硝基芳烃蒸气时尚存在一些缺点，硝基芳烃分子在薄膜中扩散困难以及链与链之间π-π堆积导致的荧光自猝灭等。

另外，任一种缺电子的硝基芳烃都会使富电子的荧光传感器发生荧光猝灭，致使荧光传感器不能对某一特定硝基芳烃进行选择性分子识别。

基于以上研究背景，本论文通过Suzuki偶联反应、表面分子印迹技术和一步微波法，设计、制备了多种对硝基芳烃爆炸物，特别是对某一特定硝基芳烃具有高灵敏度和选择性的荧光传感器。

研究内容主要包括以下几个方面：

（1）以纤维素纳米微纤薄膜为载体，通过采用基于Suzuki偶联反应的“graftingto”技术，在纤维素纳米微纤薄膜表面的特定活性位点（C-6羧基）上化学键合荧光共轭聚合物，制备了一种新型荧光传感薄膜。

研究表明，该薄膜传感器对硝基芳烃蒸气具有很高的响应灵敏度，暴露于2,4-二硝基甲苯（DNT）蒸气中600s，其荧光猝灭效率比使用相同共轭聚合物制备的旋涂薄膜的大3倍。

这是由于载体的特定反应位点，使共轭聚合物链与链之间形成大量利于DNT分子向其内部扩散的孔穴或通道。

通过修正的Stern-Volmer方程可知，其“易于扩散孔穴分数”fa高达0.97。

另外，该荧光薄膜具有良好的荧光猝灭可逆性和稳定性。

（2）设计并预合成了电子离域性能弱的新型共轭聚合物，与传统共轭聚合物比较，可以有效降低激子沿离域主链传输引起的非选择性荧光猝灭。

通过表面分子印迹两种技术，分别以2,4,6-三硝基甲苯（TNT）和DNT为模板分子，制备了TNT-印迹传感薄膜和DNT-印迹传感薄膜。

研究结果发现，TNT-表面印迹薄膜在TNT蒸气中的气相Stern-Volmer猝灭常数（KSV）远远高于DNT和苦味酸（PA）蒸气的。

同时，DNT-表面印迹薄膜暴露在DNT蒸气（3.7×10-2s-1）中的KSV分别为TNT蒸气（1.4×10-3s-1）、PA蒸气（1.2×10-3s-1）中的26和31倍。

常数KSV的巨大差异表明，TNT-表面印迹薄膜与DNT-表面印迹薄膜薄膜对各自的模板硝基芳烃具有优异的分子识别选择性，其原因在于表面分子印迹的本性。

（3）以柠檬酸和尿素为原料，通过一步微波法制备了水溶性氨基碳点并用于硝基芳烃水溶液的纳米传感材料。

对其传感性能的研究发现，TNT、DNT、苯酚、乙醇、丙酮、甲苯和苯甲酸钠对氨基碳点的荧光强度影响很小，而苦味酸水溶液对氨基碳点具有很高的荧光猝灭响应。

氨基碳点实现对苦味酸水溶液的高灵敏度、高选择性的检测，其检测限达到了1μM。

传感机理研究发现，氨基碳点与苦味酸之间存在强的静电相互作用，使苦味酸富集到氨基碳点表面，从而提高了苦味酸对氨基碳点的荧光猝灭效率。

几种基于化学反应的荧光传感器的设计及其在生物标志物检测中的应用

1.基于分子内电荷转移（Intramolecularchargetransfer，ICT）：

设计1,8-萘酰亚胺为荧光团的比率型MAO-A荧光探针Mito-NG

2.基于ICT、FRET原理，设计萘酰亚胺和罗丹明能量传递平台；

3.双光子荧光传感器:

生物标志物（Biomarker）是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生的改变的生化指标。

生物标志物覆盖一个很广泛的生化实体,例如核酸、蛋白质、酶、糖类、活性分子以及体内发现的肿瘤细胞。

生物标志物常常被用于对疾病的诊断，以及对药物疗效、毒性等性质的评估。

因此，建立准确、灵敏、简便、特异性的疾病标志物的检测方法将对疾病诊断和治疗起到重要的作用。

在众多检测技术中，荧光检测法因其具有操作简单、灵敏度高、选择性好、实时快速分析、时空分辨率高等优点,而被广泛应用于生物检测分析、光学成像等领域。

其中,基于化学反应的小分子荧光传感器对标志物的识别和特异性诊断已成为研究热点。

因此,在本研究中,我们设计并合成出三例新颖的小分子荧光传感器,分别实现了对A型单胺氧化酶（MAO-A）、硫化氢/一氧化氮以及γ-谷氨酰转肽酶（GGT）等标志物的快速、灵敏、选择性的荧光检测和/或细胞（或活体）成像。

首先，基于分子内电荷转移（Intramolecularchargetransfer，ICT）原理，我们设计并制备了以1,8-萘酰亚胺为荧光团的比率型MAO-A荧光探针Mito-NG。

MAO-A催化水解断裂探针分子的丙胺基醚键，使得1,8-萘酰亚胺4号位的取代基由烷氧基变为酚羟基，导致酶促反应前后探针的荧光光谱性能发生显著的改变。

该比率型MAO-A荧光传感器具有良好的水溶性、较好的选择性和较低的检测下限（LOD=0.15μg/mL）；同时，该检测体系还可以在较宽的pH值范围内对MAO-A进行检测。

其次，利用萘酰亚胺和罗丹明能量传递平台，基于ICT、FRET原理，我们设计合成了首个能同时识别H2S和NO的单分子逻辑门荧光探针Naph-RhB。

该探针与H2S，NO和H2S/NO响应后具有三组不同的荧光输出信号模式：

“1-0-0”,“0-0-1”和“0-1-1”。

另外，通过激光共聚焦荧光成像，该探针成功应用于同时识别活细胞中的H2S和NO。

我们还制备了一种对生物体系中GGT具有灵敏和高选择性识别的双光子荧光传感器DCM-GA。

GGT催化断裂探针分子的γ-谷氨酰酰胺键，使得双光子激发下的DCM分子的荧光得以恢复。

该传感器不仅可以测定来自病人和健康人血清中GGT水平，而且还能够对细胞内源性的GGT进行成像。

更重要的是，该传感器能够检测和追踪由药物诱导肝损伤引起斑马鱼中内源性GGT水平升高情况。

CdTe量子点分子印迹复合荧光传感器的制备及其选择性识别与荧光检测性能研究

量子点（quantumdots,QDs）是一类准零维纳米晶粒,因其具有独特的光电性能，引起了科学界的广泛关注。

尤其是在分析检测领域,量子点作为化学传感器广泛用于检测各种目标物,所建立的荧光分析法已成为令人满意的分析检测技术。

然而量子点用于荧光检测往往面临着共存物质干扰的难题,尤其对于结构和性能类似的同类物质检测,其选择性并不明显,因此量子点荧光检测的特异选择性还有待于进一步提高,更为牢固与高选择性的构建方法亟待开发。

分子印迹技术作为一种成熟的技术广泛应用于合成具有特异性识别位点的分子印迹聚合物（molecularlyimprintedpolymers,MIPs）。

所制备的分子印迹聚合物具有广泛的适用性、良好的可塑性、稳定性和高选择性等优点,其内部的识别位点能够有选择性地与模板分子结合,从而实现选择性识别。

因此,将分子印迹技术与量子点相结合,制备得到的复合材料将具备量子点优越的光学性能和分子印迹聚合物的高选择性,并且能够解决量子点荧光分析法选择性差的问题。

迄今为止,有关量子点分子印迹荧光传感器的制备方法与检测技术都相对单一,因此,完善高性能量子点分子印迹荧光传感器的制备方法和建立新型检测方法的研究显得尤为重要。

本论文采用水相CdTe量子点为荧光载体,将分子印迹技术分别与溶胶凝胶聚合技术、反相微乳聚合技术、沉淀聚合技术、溶胀技术和表面接枝共聚技术耦合制备了硅基量子点分子印迹荧光传感器、聚合物基量子点分子印迹荧光传感器和双发射量子点比率型分子印迹荧光传感器;采用透射电子显微镜（TEM）、傅立叶变换红外吸收光谱仪（FT-IR）、分子荧光分光光度计和扫描电子显微镜（SEM）等多种测试手段研究了量子点分子印迹荧光传感器的形貌、结构、组成和光学性能;结合荧光识别实验,研究了六种量子点分子印迹荧光传感器对目标物分子的光学检测行为,详细探讨了选择性识别能力与识别机制。

本论文主要研究结果如下:

1.硅基量子点分子印迹荧光传感器的制备及选择性识别与荧光检测性能研究

（1）以巯基乙酸（TGA）修饰的CdTe量子点为荧光载体,阿司匹林为模板分子,3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为功能单体,正硅酸乙酯（TEOS）为交联剂,采用溶胶凝胶印迹聚合技术制备了硅基量子点分子印迹荧光传感器（CdTe@SiO2@MIPs）,并研究了不同参数对形貌的影响。

利用tem、ft-ir和分子荧光分光光度计对cdte@sio2@mips的形貌、组成和光学性能进行了表征。

利用分子荧光分光光度计对其光学稳定性、ph值影响和反应时间等方面进行了研究,并确定了最佳检测条件。

荧光检测实验表明,cdte@sio2@mips对阿司匹林具有较好的识别效果,荧光强度随着阿司匹林浓度的增加而降低,且二者成线性关系,线性范围为2.0-50μmol/l,检出限低至0.25μmol/l。

选择性识别实验表明,cdte@sio2@mips对阿司匹林具有选择性识别能力,对其他药物则没有。

随后阐述了选择性识别机理:

由于聚合层中存在特异性识别位点,它能够有选择性地绑定模板分子,并最终导致量子点发生荧光猝灭。

此外,cdte@sio2@mips还成功应用于人体体液中阿司匹林含量的检测。

（2）以硫代苹果酸（msa）修饰的cdte量子点为荧光载体,aptes为功能单体,teos为交联剂,三氟氯氰菊酯（lc）为模板分子,利用反相微乳法成功制备了量子点分子印迹荧光传感器（cdte@sio2@mips）。

利用tem、sem、ft-ir和分子荧光分光光度计等表征手段研究了cdte@sio2@mips的形貌特征、结构组成和光学性能。

荧光检测实验证明了lc能够使cdte@sio2@mip荧光强度发生猝灭,并且在5.0-60μmol/l的浓度范围内存在线性关系。

选择性识别实验说明了cdte@sio2@mip对lc有明显的选择性识别能力。

最终所建立的分析方法成功应用于实际水体中lc浓度的检测。

2.基于可聚合表面活性剂修饰的量子点分子印迹荧光传感器的制备及其选择性识别与荧光检测性能研究

（1）利用了十八烷基二甲基苄基苯乙烯氯化铵（ovdac）作为表面活性剂,将水相cdte量子点成功修饰,使其保持良好的荧光性能,并将其转移到有机溶剂中。

然后以ovdac修饰的cdte量子点为荧光载体,丙烯酰胺（am）为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯（egdma）为交联剂,lc为模板分子,利用沉淀聚合法制备了量子点分子印迹荧光传感器（mips-ovdac/qds）。

通过tem、ft-ir和分子荧光分光光度计研究了mips-ovdac/qds的形貌特征、组成和光学性能。

研究发现不同参数会影响分子印迹荧光传感器的形貌。

在最佳的检测实验条件下,通过荧光检测实验证明了mips-ovdac/qds对lc的检测能力,建立了用于lc浓度检测的新方法,得到该方法的线性范围为0.1-16μmol/l,相关系数为0.9989,印迹因子为5.99。

选择性对比实验表明,mips-ovdac/qds对lc具有明显的特异选择性识别能力。

此外,mips-ovdac/qds成功应用于实际水样中lc的检测。

（2）以ovdac修饰的cdte量子点为荧光材料,随后将其与联苯菊酯bi（模板分子）和聚苯乙烯（ps）微球分散于氯仿中,然后通过超声分散转移到水中,最后通过一步溶胀封装技术,制备得到量子点分子印迹荧光传感器（mips-ovdac/qds）。

利用tem和分子荧光分光光度计研究了mips-ovdac/qds的形貌特征和光学性能。

同时,利用紫外和红外等手段研究了bi、量子点和ps微球三者之间的作用关系,研究发现范德华力和疏水作用力为主要作用方式。

荧光检测实验结果表明,mips-ovdac/qds与bi结合后,荧光强度在25min内明显减弱,并且在0.5-40μmol/l浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限低至0.08μmol/l且印迹因子高达4.11。

选择性识别实验证明了其优异的选择性识别能力,并且所建立的分析方法成功地应用于蜂蜜样品中bi浓度的分析测定。

研究发现与其他分子印迹荧光传感器相比,mips-ovdac/qds具有明显的不同之处:

首先,采用ps微球作为聚合物基质并且提前制备出来;其次,相互作用不是常见的氢键和共价键作用,而是范德华力和疏水作用力;第三,水相量子点通过使用阳离子表面活性剂成功地应用于溶胀过程。

3.双发射量子点比率型分子印迹荧光传感器的制备及其选择性识别与可视化检测性能研究

（1）首先利用反相微乳法将红色荧光量子点（r-qds）包埋入硅球中,并修饰乙烯基,随后以其为载体,ovdac修饰的绿色荧光量子点（g-qds）为辅助单体,四环素（tc）为模板分子,am为功能单体,egdma为交联剂,乙腈为溶剂,利用沉淀聚合法制备了双发射量子点比率型分子印迹荧光传感器（mips-g/r-qds）。

利用分子荧光分光光度计、tem和ft-ir等表征手段研究了mips-g/r-qds的形貌、组成和光学性能。

荧光识别与可视化检测实验证明了该比率型分子印迹荧光传感器对于tc的检测不仅具有高选择性,而且还具有高灵敏度,得到的线性检测范围为10-160μmol/l,检测限为0.35μmol/l。

探讨了选择性识别与可视化检测机理,即当测试溶液中加入tc时,硅球内部的r-qds保持稳定作为参考背景,聚合层中的g-qds为信号响应单元,印迹聚合层中的印迹位点选择性结合tc,并引起g-qds荧光强度发生猝灭,从而导致测试溶液发生从绿色到红色的颜色变化。

（2）以乙烯基修饰的r-qds@sio2为载体,ovdac修饰的g-qds为辅助单体,4-乙烯基苯硼酸（vpba）为功能单体,n,n’-亚甲基双丙烯酰胺（mbaam）为交联剂,利用表面接枝共聚法水相制备了葡萄糖印迹的双发射量子点比率型分子印迹荧光传感器（MIPs-g/r-QDs）。

采用TEM、FT-IR和分子荧光分光光度计等测试手段研究了MIPs-g/r-QDs形貌特征、组成和荧光性能。

荧光识别与可视化检测实验证明了在最佳检测条件下,MIPs-g/r-QDs对葡萄糖的检测能力。

得到的线性检测范围为0.05-1.6mmol/L,检测限低至1.75μmol/L,并且有着明显的视觉检测效果。

选择性识别与可视化检测实验结果表明该比率型分子印迹荧光传感器对葡萄糖具有特异选择性识别能力和可视化检测能力,揭示了其识别机理,即利用功能单体VPBA通过硼酸基团和顺式邻二羟基化合物的化学作用选择性结合葡萄糖分子,并导致g-QDs荧光强度降低,从而使得测试溶液发生持续性颜色变化。

此外,制备的比率型分子印迹荧光传感器成功应用于人体血清中葡萄糖的分析测定。

总之,本论文成功将量子点荧光材料与分子印迹聚合物相结合制备了六种量子点分子印迹荧光传感器。

不仅研究了几种制备方法所得产物的形貌,而且还巧妙解决了水相量子点参与自由基聚合会发生猝灭的难题，并以不同的作用方式（氢键作用、范德华力与疏水作用力和共价键作用）实现了选择性识别与可视化检测。

所制备的复合型荧光传感器兼具量子点荧光传感器的高灵敏性和分子印迹聚合物的高选择性。

二者的有效结合为功能材料制备、荧光检测和环境分析等领域提供了一个全新的概念和极具吸引力的想法,同时还丰富了复合荧光传感器的制备体系和分子印迹聚合物的应用范围。

水溶性化学传感器体系的制备及其在荧光检测中的应用

很多阴阳离子和生物分子在环境和生物领域起着非常重要的作用,设计合适的荧光化学传感器实现对这些物质的检测是当今研究的热点。

由于不需要加入有机溶剂助溶,水溶性荧光传感器体系可以排除溶剂因素对检测结果的干扰,并且大大降低检测体系的生物毒性,因此具有较好的应用前景。

本研究分别用中性亲水聚合物、两性离子化合物和聚电解质三种改性基团制备了水溶性荧光传感器体系,并成功实现了对一些重要的离子和生物分子的定量检测。

首先,应用中性亲水聚合物聚乙二醇（PEG）制备了荧光增强型化学传感器,在纯水介质中检测氟离子。

PEG赋予了检测体系良好的水溶性和生物相容性；叔丁基二苯基硅烷基团通过共价键连接到荧光素基团上，有效地淬灭了化学传感器的荧光。

当探针溶液中加入氟离子时,由于氟离子特异性打断Si-O化学键使荧光素基团的分子结构得以恢复,在可见光激发下荧光强度显著增强。

探针对氟离子具有很快的响应速度,并且相对其它阴离子对氟离子有很高的选择性。

探针对氟离子的检测下限为19ppb。

探针体系可以准确地检测实际样品,如自来水、尿液和血清中的氟离子含量。

按照美国药典和ISO10993-5的标准,此探针属于I级毒性标准。

探针可以用于追踪HeLa和L929细胞内在的氟离子含量变化。

其次,我们设计合成了水溶性、低毒、高灵敏度的硫离子荧光传感器。

强吸电子基团2,4-二硝基苯磺酸酯连接到荧光素上，使荧光素的荧光淬灭，硫离子的加入可以特异性地切断2,4-二硝基苯磺酸酯键，使体系的荧光明显增强。

探针可以透过细胞膜，检测和成像活细胞内的硫离子，也可以检测实际样品中硫离子的含量。

再次,由于两性离子化合物甜菜碱具有水溶性好、生物毒性低等优点,我们以磺酸根甜菜碱为亲水基团合成了一种快速响应的荧光增强型硫离子探针。

探针由螯合剂和铜离子两部分组成,螯合剂选用具有三脚架分子结构的三乙基四胺作为骨架,连接一分子的荧光素和两分子的磺酸根甜菜碱。

由于铜离子对荧光素有很强的淬灭作用,螯合剂-Cu（II）络合物构成的探针体系表现出很低的荧光强度。

同时由于硫离子与铜离子具有更高的结合常数,可以生成稳定的化合物CuS,因此当硫离子加入探针溶液时,络合物中的铜离子会被夺出,使铜离子对荧光素的淬灭效果减弱,荧光强度明显增强。

甜菜碱的引入和可以紧密络合铜离子的三脚架型螯合剂结构的选用,使探针体系表现出良好的水溶性和极低的细胞毒性,并且探针可以透过细胞膜成像活细胞内的硫离子。

相对于其他阴离子,探针体系对硫离子有很高的选择性。

探针对硫离子的检测下限为1.1?

M,并且可以用于检测实际样品,如自来水中硫离子的含量。

最后,根据阳离子聚电解质与带有负电荷的小分子化合物之间的静电相互作用原理,我们设计合成了首个检测碱性磷酸酶的荧光比率型探针体系。

检测体系由两种组分构成:

甜菜碱改性的聚乙烯亚胺和带有负电荷的芘衍生物（Py-P）。

芘衍生物中含有可对碱性磷酸酶响应的脂肪族磷酸基团。

当溶液中不存在碱性磷酸酶时,检测体系由于Py-P静电吸附并聚集在阳离子聚电解质周围,表现出激基缔合物的荧光;当溶液中加入碱性磷酸酶时,Py-P的磷酸基团由于酶解反应被脱去,破坏了静电相互作用,使体系表现出芘的单体荧光。

检测体系在纯水介质中对碱性磷酸酶的检测下限为0.1U/L。

此探针体系还可以用于检测生物样品,如人血清中的碱性磷酸酶含量。

这种设计探针的思路可以为设计其他生物分子的荧光比率型检测体系提供新的有效的方法。

荧光传感器体系的构建及其在几种重要生命物质检测中的应用

某些生命物质在生物体中起着重要作用,其含量的变化对生命活动具有重大的影响;因此,对这类物质的检测、监控和实时成像,在生理学和病理学研究中极具意义。

在本文中,针对几种代表性的生命物质,选择合适的机理,设计并制备了四种荧光传感器,实现了对硫离子（S2-）、γ-谷酰胺转肽酶（GGT）及碱性磷酸酶（ALP）的便利、灵敏检测和细胞（或活体）成像。

首先,针对硫离子,我们制备了利用配体分子改性的碳点（CD-S）作为探针前驱体,与铜离子（Cu2+）形成络合物并淬灭CD-S的荧光,作为检测S2-的荧光增强型探针。

由于S2-与Cu2+之间有很高的结合能力,会夺取探针中的铜离子而生成稳定的CuS（Ksp=3.63×10-36）;由此脱除了Cu2+的碳点的荧光得以恢复,该探针对硫离子的检测下限达0.78μM。

该CD-S/Cu2+探针具有良好的水溶性、生物相容性、选择性和灵敏度,可以成功用于自来水中硫离子浓度的检测和活细胞中硫离子的检测、成像。

其次,我们设计并合成了检测γ-谷酰胺转肽酶（GGT）的荧光探针Glu-TPE;作为四苯乙烯衍生物,探针Glu-TPE具有聚集诱导发光（AIE）效应;分子中的两个γ-谷酰胺基团使得探针Glu-TPE具有良好的水溶性与生物相容性;由于GGT催化探针Glu-TPE分子中γ-谷酰胺基团的水解,疏水性的酶解产物聚集诱发AIE效应而发出蓝色荧光,从而实现对GGT的增强型荧光检测。

基于GGT酶促反应的专一性和高效性,探针Glu-TPE具有良好的选择性和灵敏性;能够用于对人血清样品中GGT含量的检测和A2780细胞中內源性GGT的检测、成像。

针对GGT的检测,我们还制备了另一种基于分子内电荷转移（ICT）机理的荧光探针PEG-NA-Glu;当探针分子PEG-NA-Glu中γ-谷酰胺基团被GGT催化水解后,在这种ICT发光机理的荧光团中,电子供体的电子云密度发生变化,进而导致荧光发射波长的变化,由此实现了对GGT的比率型荧光检测。

探针PEG-NA-Glu具有高灵敏度和生物相容性,其检测下限为0.76U/L,可用于尿液和血清中检测GGT含量,且比ELISAKit方法操作简便很多;并成功地实现了对活细胞内的GGT的双色荧光成像。

再者,针对碱性磷酸酶（ALP），我们利用萘二甲酰亚胺衍生物的ICT荧光机理，设计并制备了探针AO-NA-P;ALP催化探针分子AO-NA-P的脱磷酸反应,使得探针中萘环4号位上的供电子基团发生变化,其结果增强了荧光分子的“推-拉”电子效应,荧光发射波长红移;基于此原理成功实现了对ALP的比率型荧光检测。

由于ALP催化水解反应具有专一性和高效性,探针AO-NA-P具备高灵敏性和选择性,探针对ALP的检测下限达0.38U/L;另外,探针分子AO-NA-P具有极好的水溶性和生物相溶性;可用于人血清样品、活细胞、活体中的ALP检测。

我们首次实现了活体（斑马鱼）内ALP的比率型荧光成像,对斑马鱼内药物引致器官损伤而引发的ALP含量升高进行了成像和检测。

相关结果可为研究器官损伤而引发的生命物质变化提供了有益的参考。

基于量子点的荧光生物与化学传感器及其食品安全快速检测应用

食品安全是全球公共性卫生安全问题,直接关系民生。

近年来,食品安全恶性事件频发,食品安全问题逐渐成为社会焦点。

在全球范围内,由食品安全引起的问题和疾病,不仅造成严重的经济损失,而且极大地危害了人们的生活健康水平,因此研究食品安全快速、准确的检测方法,以预防和控制危害事件的发生,具有重要的现实意义和社会价值。

生物与化学传感器,是一个活跃的科学研究和工程技术领域,它共享生物学、化学、免疫学、物理学、电子学、材料学、信息学、以及微机电系统（MEMS）等学科,处在生命科学和信息科学的交叉区域。

生物与化学传感器具有高选择性、高准确性、分析快捷、操作简单等优点,是一种先进的检测技术与方法。

作为常用的光学检测手段之一,荧光检测灵敏、快速、便捷,检测仪器设备成熟,已被广泛应用于各类检测方法和仪器设备的科研开发中。

纳米材料发展于20世纪80年代,具有独特的物理化学特性与广阔的应用前景,因而享有广泛美誉。

纳米技术与材料应用于生物传感器的研发,将带来新的发展契机,创造更为广阔的应用空间。

量子点（QuantumDots,QDs）是一种新兴的纳米发光材料,常作为荧光标记物被广泛用于生物传感和细胞成像；同时它又是一种半导体的纳米晶粒,由于其具有独特的性质,比如尺寸可调、光学信号强、荧光量子产率高、光学性质稳定等,近年来在生物传感领域备受青睐。

本论文将纳米技术与光学检测传感技术相结合,开发新型的生物／化学传感器,综合运用各学科不断进步的技术优势以提升其性能,并应用于食品安全快速检测领域。

本文主要研究内容、结果和结论如下：

（1）用于快速检测食用油掺假的功能化水溶性量子点荧光淬灭传感器针对劣质食用油掺假问题，特开展利用纳米生化传感检测的方法,对其进行快速鉴别。

选用量子点作为纳米荧光探针,当加入被测物一“地沟油”勾兑的劣质食用油时,被测物中某些成分如重金属离子、有机小分子、碳碳共轭双键（C=C）、吸电子基团、自由基等（淬灭剂）可以淬灭量子点