Синтез углеродных квантовых точек и оценка их флуоресцентных свойств
ВВЕДЕНИЕВ течение последних десятилетий наноматериалы играют ключевую роль в технологическом прогрессе благодаря своим особенным свойствам, а также имеют широкий спектр применений в различных областях.
Благодаря своим особенным свойствам наночастицы имеют широкий спектр применений: флуоресцентная визуализация, наноносители лекарств/доставка генов с помощью целей конъюгации и контролируемого высвобождения, биологические сенсоры, оптические/электрохимические датчики, светоизлучающие диоды, преобразование и хранение энергии, фото- и электрокатализ, исследование содержания определяемых веществ. Флуоресцентные зонды нулевого измерения, включающие углеродные наноточки являются высокочувствительными материалами, которые можно использовать для обнаружения широкого спектра антибиотиков в пищевых продуктах.
В настоящее время активно ведутся исследования новых углеродных полупроводниковых материалов, таких как углеродные квантовые точки.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 Объект исследования. Гербициды сплошного действия 10
1.1.1 Гербицид глифосат 11
1.1.2 Методы определения глифосата 14
1.2 Тест-средства 16
1.2.1 Выбор материалов при разработке тест-средств 17
1.3 Способы закрепления аналитических реагентов 19
1.4 Аналитические устройства на бумажной основе (PADs) 20
1.5 Квантовые точки и их классификация 23
1.6 Методы исследования УКТ 26
1.7 Методы синтеза углеродных квантовых точек 27
1.7.1 Методы восходящего синтеза УКТ 28
1.7.1.1 Гидротермальный синтез УКТ 29
1.7.1.2 Микроволновый синтез УКТ 31
1.7.1.3 Синтез УКТ методом частичного пиролиза 33
1.7.2 Методы нисходящего синтеза УКТ 34
1.7.2.1 Синтез УКТ методом лазерной абляции 35
1.7.2.2 Метод молекулярно-лучевой эпитаксии 37
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 38
2.1 Реактивы и оборудование 38
2.2 Синтез УКТ «снизу-вверх» 39
2.3 Спектрофлуориметрические измерения 41
2.4 Метод ИК-спектроскопии 41
2.5 Метод атомно-силовой микроскопии 41
2.6 Изготовление тестовой подложки 42
2.7 Пробоподготовка 42
2.7.1 Пробоподготовка образца почвы 42
2.7.2 Пробоподготовка образца столовой свеклы 43
2.8 Обработка результатов анализа 44
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 45
3.1 Синтез УКТ 45
3.2 Исследование флуоресцентных свойств УКТ 48
3.3 Характеристика ИК-спектров УКТ 51
3.4 Морфологические свойства УКТ 53
3.5 Разработка технического прототипа тест-средства 54
3.6 Оценка возможности аналитического применения тест-средства на основе УКТ 57
3.7 Тестирование готового тест-средства 58
ВЫВОДЫ 63
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫКуликова, Н. А. Гербициды и экологические аспекты их применения : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению высшего профессионального образования 020700 "Почвоведение" / Н. А. Куликова, Г. Ф. Лебедева // Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, Фак. почвоведения. – Москва : ЛИБРОКОМ, 2010. – 150 с. – Текст : непосредственный.
Maeda, H. The shikimate pathway and aromatic amino Acid biosynthesis in plants / H. Maeda, N. Dudareva // Annu Rev Plant Biol. – 2012. – Vol. 63. – P. 73-105. – Text : electronic.
Interaction of the herbicide glyphosate with its target enzyme 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase in atomic detail / E. Schönbrunn, W. A. Shuttleworth, J. V. Schloss [et al.] // PNAS. – 2001. – Vol. 98. – P. 1376-1380. – Text : electronic.
De Long, N. E. Early-life chemical exposures and risk of metabolic syndrome / N. E. De Long. // Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity. – 2017. – Vol. 10. – P. 101-109. – Text : electronic.
Isenring, R. Glyphosate (fact sheet) / R. Isenring // Pesticides News. – 2004. – Vol. 64. – P. 20-21. – Text : electronic.
Cressey, D. Widely used herbicide linked to cancer / D. Cressey // Nature. – 2015. – P. 1476-4687. – Text : electronic.
Guyton, K. Z. Carcinogenicity of tetrachlorvinphos, parathion, malathion, diazinon and glyphosate / K. Z. Guyton, D. Loomis, Y. Grosse [et al.] // The Lancet : journal. – Elsevier. – 2015. – Vol. 16, № 5. – P. 490-491. – Text : electronic.
Glyphosate not classified as a carcinogen by ECHA [Электронный ресурс] // European Chemicals Agency: [сайт]. [2017]. URL: https://echa.europa.eu/-/glyphosate-not-classified-as-a-carcinogen-by-echa (дата обращения: 26.02.2023). — Режим доступа : свободный.
Углеродные легированные КТ – наночастицы углеродного материала, на поверхности которых могут присутствовать различные органические функциональные группы и гетероатомы (кислород, азот, сера) [26].
Одна из главных проблем использования многослойных КТ, при их высоком квантовом выходе – высокая токсичность. Наличие кадмия, как одного из основных компонентов таких квантовых точек, имеет крайне низкий показатель биологической совместимости. Поэтому использование многослойных квантовых точек в организме человека недопустимо. Углерод, напротив, является полностью безвредным для организма человека веществом, что дает УКТ возможность применения в медицине.