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二氧化锰(MnO2)纳米材料的氧化性、易降解性、良好生物相容性等,使其在光传感、超级电容器、药物运输与释放、光动力学治疗等领域得到广泛应用。本论文在全面综述MnO2相关纳米材料的合成、性质和应用的基础上,进一步探索MnO2纳米片在生物传感方面的应用,并首次通过一步超声法分别合成了两种MnO2量子点(MnO2QDs),并探索其在传感方面的应用。具体内容如下:1.运用简单的溶液混合法和超声剥离法制备单层MnO2纳米片,并构建谷胱甘肽(GSH)和银离子(Ag+)的荧光和比色双传感平台。单层MnO2纳米片具有类氧化酶活性,能够催化氧化邻苯二胺(OPD)为黄色的2,3-二氨基苯那嗪(DAP)。而GSH可通过氧化还原反应破坏MnO2纳米片的结构,从而影响其类氧化酶活性,导致荧光和紫外吸收强度下降。然而Ag+可与GSH形成复合物,阻止MnO2纳米片的还原,从而减缓对其类氧化酶活性的影响。基于以上原理构建比色-荧光分析传感平台检测GSH和Ag+。2.首次采用简单的一步超声法制备自发光MnO2 QDs。在牛血清白蛋白(BSA)的辅助下,合成的BSA-MnO2 QDs表现出强荧光(FL)、良好的盐稳定性、抗光漂白性和时间稳定性。经研究证明,BSA具有双重作用,不仅可加快Mn O2纳米片的剥离过程,而且可作为捕获剂为MnO2 QDs提供良好的微环境。Ag+可被QDs表面的BSA还原,从而原位生成银纳米粒子(Ag NPs),破坏BSA-MnO2 QDs周围的微环境。Ag NPs可以通过荧光共振能量转移(FRET)猝灭BSA-MnO2QDs的荧光。然而,加入的过氧化氢(H2O2)或硫氢化钠(NaHS)可与Ag NPs反应分别生成Ag+和Ag2S纳米粒子,使得BSA-MnO2QDs的荧光得到恢复,这进一步证明了BSA的双重作用。该工作不仅为合成具有强荧光的发光MnO2 QDs提供了一条方便、通用的策略,而且通过对MnO2 QDs微环境的调节,可构建一个简单的Ag+传感平台。3.通过简单的一步超声法,以MnO2纳米片为前驱体、Cys为剥离剂,成功制备稳定性良好的强荧光MnO2 QDs(Cys-MnO2 QDs)。其中,Cys具有双重作用,首先由于其自身的还原性和可形成分子内氢键,因此可作为良好的剥离剂,其次可用作保护剂给QDs提供稳定的微环境。Mn O2 QDs能促进DA自聚合形成聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs),Cys则能通过迈克尔加成/希夫碱反应捕获PDA NPs,使MnO2 QDs与PDA NPs相互靠近,导致发生FRET,影响Cys-MnO2QDs的荧光强度。这项工作通过新颖化学反应诱导FRET的检测机理构建了一个灵敏的DA检测平台。