عنوان

مطالعه و کاربرد نقاط کوانتومی حاوی بور در روشهای فلورسانس و کمی لومينسانس

شماره

پ۲۷۴۳۲

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مطالعه و کاربرد نقاط کوانتومی حاوی بور در روشهای فلورسانس و کمی لومينسانس

نام نخستين پديدآور

رقیه شکری کلان

نام ناشر، پخش کننده و غيره

شيمي

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۵۰ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

شيمي تجزيه

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۱۱/۱۸

متن يادداشت

چکیدهنقاط کوانتومی مبتنی بر بور مانند نقاط کوانتومی بور نیتريد (BNQDs) و نقاط کوانتومی کربنی دوپ شده با بور (B-CDs) با توجه به ساختار و ویژگی¬های فیزیکوشیمیایی خاصشان، در مقایسه با سایر نقاط کوانتومی رفتار متفاوت و در نتیجه گزینش¬پذیری و حساسیت متفاوت نسبت به برخی آنالیت¬ها نشان می¬دهند. همچنین اين نقاط کوانتومی دارای سميت کم، حلاليت خوب، پايداری شيميايی بالا، هدايت الکتريکی و حرارتی بالا و پايداری فوتولومينسانس خوبی هستند. بنابراين درزمينه¬های مختلف مانند زيست¬پزشکی، دستگاه¬های فوتوالکترونيک، تصويربرداری سلولی کاربرد پیدا کرده¬اند. اما کاربرد آنها به¬عنوان سنسورهای فلورسانس کمتر مورد بررسی قرار گرفته است و نیز بر طبق بررسی¬های ما، تاکنون اثر آنها در سیستم¬های کمی¬لومینسانس مطالعه نشده است. در کار پژوهشی حاضر، از نقاط کوانتومی حاوی بور یا از تلفیق آنها با چارچوب¬های فلز-آلی برای طراحی سنسورهای جدید و ارزان فلورسانس و کمی¬لومینسانس استفاده شده است.در بخش اول، BNQDs با روش هیدروترمال از مخلوط بوریک اسید و هیدرازین تهیه شد. در حضور هم¬زمان یون¬های یدید و جیوه ، فلورسانس BNQDs به طور قابل توجهی کاهش می¬یافت، این خاموشی فلورسانس ناشی از اثر فیلتر درونی بین BNQDs و HgI2 تشکیل شده می¬باشد. بر اساس این پدیده، یک سنسور فلورسانس جدید برای تشخیص یون‌های جیوه در محدوده¬ی غلظتی nM800-5 با حد تشخیص nM 2 توسعه داده شد. از این سنسور توسعه داده شده برای اندازه-گیری یون¬های جیوه در نمونه¬های آب استفاده شد.در بخش دوم، سنسور فلورسانس نسبت سنجی با نشر دوگانه برای اندازه¬گیری تریتیکونازول بر اساس نانوکامپوزیت نقاط کربنی دوپ شده با بور (B-CD) با فلورسانس آبی و نقاط کربنی دوپ شده با فسفر با نشر سبز با چارچوب زئولیتی ایمیدازولات (ZIF-8) تهیه شد. کامپوزیت B-CDs/P-CDs@ZIF-8 دوپیک نشری تحت تک طول موج¬تحریک nm 385 در nm 440و 510 که به ترتیب متعلق به B-CDs و P-CDs هستند را نشان می¬دهد. در حضور تریتیکونازول، شدت فلورسانس B-CD به طور قابل توجهی کاهش می¬یابد در حالی¬که طیف فلورسانس P-CD بدون تغییر باقی می¬ماند. از نسبت نشر در دو طول موج nm 440و 510 برای اندازه¬گیری حساس و گزینش¬پذیر دینیکونازول استفاده شد. با افزایش غلظت تریتیکونازول، رنگ فلورسانس پروب نسبت سنجی به تدریج از آبی به سبز تغییر می-کند. تحت شرایط بهینه، پروب پیشنهادی حساسیت بالایی در محدوده¬ی خطی nM 400-10 با حد تشخیص nM 4 به تریتیکونازول نشان می¬دهد. کاربرد سنسور در آنالیز نمونه¬های آبی و آب¬میوه مورد ارزیابی قرار گرفت.در بخش سوم، رفتار منحصربفرد نقاط کربنی دوپ شده با بور و نیتروژن (B,N-CD) در یک واکنش کمی¬لومینسانس مورد بررسی قرار گرفت و برای سنجش داروی آنتی¬بیوتیک ریفامپیسین بکار گرفته شد. اثر تقویت کنندگی شدید B,N-CD روی سیستم کمی¬لومینسانس Ce(IV) - SO32- با فاکتور افزایش 800، مشاهده شد. مشخص شد که مقادیر نانومولار از ریفامپیسین می¬تواند به¬طور قابل توجهی شدت کمی¬لومینسانس(CL) افزایش یافته را کاهش می¬دهد. این مشاهدات اساسی برای ایجاد یک سنسور کمی¬لومینسانس برای سنجش ریفامپیسین در محدوده¬ی nM 150- 2/0 و حد تشخیص nM 05/0 شد. از این سنسور برای اندازه¬گیری ریفامپیسین در نمونه¬های پلاسما و ادرار استفاده گردید.در بخش چهارم، برای اولین بار یک پروب مبتنی بر CL برای اندازه¬گیری آفت¬کش تری¬فلورالین توسعه داده شده است. نقاط کوانتومی بورنیترید (BNQDs)، کمپلکس شده با یون های Co2+ به عنوان نانوکاتالیست¬های کارآمد برای واکنش پیروگالول (PG) با H2O2 استفاده شد. مشخص شد که BNQDs-Co2+ می¬تواند سیگنال CL این سیستم را تا 2000 برابر تقویت کند، در حالی که ضریب افزایش با BNQD و Co2+ تنها، به¬ترتیب 40 و 25 بود. این اثر به تشکیل کمپلکس BNQDs-Co2+ با عملکرد کاتالیزوری فوق العاده در اکسیداسیون PG توسط H2O2 نسبت داده شد. در حضور تری¬فلورآلین، سیگنال CL به طور قابل توجهی کاهش یافت. بنابراین، سیستم CL افزایش یافته به عنوان یک پروب حساس برای اندازه¬گیری تری¬فلورالین در محدوده¬ی µM 90-02/0با حد تشخیص nM 2 مورد استفاده قرار گرفت و برای آنالیز دقیق نمونه¬های آب و خاک بکار برده شد.در بخش پنجم، یک هیبرید فلورسنت جدید (BNQDs@ZIF-8) از طریق تلفیق BNQDs با چارچوب زئولیتی ایمیدازولات (ZIF-8) تهیه شدند. کامپوزیت BNQDs@ZIF-8 برای توسعه یک سنسور بسیار حساس و گزینش¬پذیر در محدوده nM 1000-4 با حد تشخیص nM 2/1 برای اندازه¬گیری 4-نیتروآنیلین در نمونه‌های مختلف آب بکار برده شد و نتایج رضایت‌بخشی به‌دست آمد.

متن يادداشت

Boron-based quantum dots such as boron niitride quantum dots (BNQDs) and boron-doped carbon dots (B-CDs) behave differently from other quantum dots due to their different structure and chemical composition and different physicochemical properties, resulting in different selectivity and sensitivity to specific analytes. These quantum dots have other attractive properties such as high dispersibility, desirable biocompatibility, favorable chemical stability, and low toxicity. As a result, they have been used in different fields and applications such as biomedical, optoelectronic, bioimaging. However, their use as fluorescence sensors has not extensively been studied, and to the best of our knowledge, their behavior in the chemiluminescence (CL) systems has not previously been reported.Tn the first section of this thesis, BNQDs were prepared by hydrothermal treatment of the mixture of boric acid and hydrazine. We found that in the presence of both iodide and Hg2+ ions, the fluorescence of BNQDs is significantly reduced. We proved that this effect is due to the inner filter effect of HgI2 on the fluorescence of BNQDs. Based on this fact, a new turn-off fluorescence probe was developed for detection and quantification of Hg2+ ions in the concentration range of 5.0–800 nM, with a detection limit of 2.0 nM. The developed method was applied to the interference-free determination of Hg2+ in water samples.In the secend section, boron-doped carbon dots (B-CDs) with blue fluorescence and phosphorous-doped green emitting CDs (P-CDs) were incorporated into zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) to prepare a dual-emission ratiometric fluorescence sensor for triticonazole. The B-CDs/P-CDs@ZIF-8 composite exhibited two emission peaks at 440 nm and 510 nm under a single wavelength excitation of 385 nm that respectively belong to BCDs and P-CDs. In the presence of triticonazole, the fluorescence intensity of B-CDs remarkably declined while that of P-CDs remained unchanged. With increasing concentration of triticonazole, the fluorescence color of the ratiometric probe progressively changed from blue to green. Under the optimized conditions, B-CDs/PCDs@ ZIF-8 probe showed a high sensitivity with a linear range from 10 to 400 nM and a detection limit of 4.0 nM for triticonazole. The applicability of the sensor was evaluated in the analysis of water and fruit juice samples.In the third section, the outstanding behavior of boron and nitrogen co-doped carbon dots (B,N-CDs) in a CL reaction was investigated and utilized for the assay of antibiotic drug, rifampicin. A strong amplifying effect was observed for B,N-CDs on the Ce(IV) – SO32- CL system with the enhancement factor reaching up to 800. Besides, it was found that even nanomolar quantities of rifampicin can remarkably reduce the CL intensity. These observations formed a basis for developing a chemosensor for assay of rifampicin in the range of 0.2 to 150 nM with a limit of detection of 0.05 nM. The assessment of selectivity and recoveries confirmed that the CL probe has suitable accuracy and precision for the analysis of biological samples.In the fourth section, for a first time, a highly sensitive CL-based probe was developed for hazardous herbicide, trifluralin . BNQDs, complexed with Co2+ ions were used as efficient CL nanocatalysts for the reaction of pyrogallol with H2O2. It was found that BNQD-Co2+ can amplify the CL signal of this reaction as great as 2000 times, while the enhancement factor with BNQDs and Co2+ alone was 40 and 25, respectively. In the presence of trifluralin, the CL signal considerably decreased. Therefore, the enhanced CL system was exploited as a sensitive probe to determine trifluralin. The linear range of the probe for trifluralin was 20 nM - 90 µM, with a detection limit of 6.0 nM. It was employed for the interference-free and accurate analysis of water and soil samples.In the last section, a novel highly fluorescent hybrid material (BNQDs@ZIF-8) has been synthesized by incorporating BNQDs into the zeolitic imidazolate framework (ZIF-8). The obtained BNQDs@ZIF-8 composite was used to develop an ultrasensitive and selective sensor for 4-nitroaniline (4-NA) in the concentration range of 4−1000 nM with a detection limit of 1.2 nM. The developed sensor was applied to quantify 4-NA in water samples.

عنوان گونه گون

Study and application of quantum dots containing Boron in fluorescence and chemiluminescence methods

عنصر شناسه اي

‏ شکری کلان،

ساير عناصر نام

‏رقیه

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

‏امجدی،

عنصر شناسه اي

منظوري لشكر،

ساير عناصر نام

محمد‏

ساير عناصر نام

جمشيد‏

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز