研究目的
开发一种简单快速的传感平台，利用无标记硅纳米晶体对水溶液中的Fe3+离子进行高选择性和高灵敏度检测。
研究成果
基于硅纳米晶体的传感器为水中Fe3?检测提供了一种无需标记、选择性高且灵敏的方法，其线性范围为5×10??至900×10??摩尔，检测限为1.3×10??摩尔。该传感器能区分Fe3?与Fe2?离子，对其他金属响应极低，显示出在环境和医疗领域的应用潜力。
研究不足
该研究仅限于水溶液和特定金属离子；未对其他离子或复杂基质的潜在干扰进行广泛测试。纳米晶体的合成与纯化过程可能影响其一致性，且该机制依赖于表面化学，而表面化学可能受环境因素影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用化学还原法合成的胺端基硅纳米晶（Si NCs），以荧光猝灭作为Fe3?检测的信号转换机制。通过光致发光光谱和时间分辨测量探究猝灭机制及选择性。
2：样品选择与数据来源：
合成并表征了Si NCs；使用浓度高达900×10?? M的多种金属离子（Fe3?、Fe2?、Mn2?、Co2?、Ni2?、Cu2?、Zn2?、Cd2?、Hg2?、Pb2?）水溶液作为分析物。
3：实验设备与材料清单：
设备包括透射电子显微镜（JEOL 2100）、X射线光电子能谱仪（Kratos Ultra DLD）、红外光谱仪（Perkin Elmer Two）、紫外-可见分光光度计（Shimadzu UV PC-2401）、光致发光分光光度计（Agilent Cary Eclipse）、共聚焦荧光显微镜（MicroTime 200，PicoQuant GmbH）。材料包括四辛基溴化铵、SiCl?、三仲丁基硼氢化锂、烯丙胺、多种金属盐（如Fe(NO?)?·9H?O）、去离子水及Sephadex LH-20凝胶色谱柱。
4：0）、X射线光电子能谱仪（Kratos Ultra DLD）、红外光谱仪（Perkin Elmer Two）、紫外-可见分光光度计（Shimadzu UV PC-2401）、光致发光分光光度计（Agilent Cary Eclipse）、共聚焦荧光显微镜（MicroTime 200，PicoQuant GmbH）。材料包括四辛基溴化铵、SiCl?、三仲丁基硼氢化锂、烯丙胺、多种金属盐（如Fe(NO?)?·9H?O）、去离子水及Sephadex LH-20凝胶色谱柱。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：在惰性气氛中合成Si NCs，经烯丙胺功能化、纯化后分散于水中。检测时将Si NC分散液与分析物溶液混合，平衡后记录光致发光光谱。通过时间分辨PL测量研究荧光寿命。
5：数据分析方法：
采用Stern-Volmer方程计算猝灭常数，线性回归确定检测限，使用FluoFit 4.2等软件进行多指数拟合分析荧光寿命。
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Transmission Electron Microscope
JEOL 2100
JEOL
Used for imaging and characterizing the silicon nanocrystals, including size distribution and crystalline structure.
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Kratos Ultra DLD
Kratos
Used for surface chemistry analysis of the silicon nanocrystals.
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Perkin Elmer Two
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Used for infrared spectroscopy to analyze functional groups on the nanocrystals.
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Shimadzu UV PC-2401
Shimadzu
Used for absorption spectroscopy of the nanocrystals.
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Agilent
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