纳米二氧化铈/近红外荧光探针复合物的构建及其对过氧化氢双功能检测的研究

The physiological level of hydrogen peroxide (H2O2) is believed to be indispensable in regulating diverse cellular processes. However, excessive hydrogen peroxide generation is involved in the pathogenesis of many diseases, including cardiovascular disease, cancer, and neurological disorders. Thus, it is very significant to monitor hydrogen peroxide in vivo. Our proposal will design a novel composite, nano CeO2 with near/infrared fluorescent probe (CeO2 -NIRP), empolied to anaylsis H2O2 in vivo . Our goal is that the CeO2 -NIRP has a wide range of application in H2O2 detection without pH effect; when the near-infrared fluorescent molecule are loaded to CeO2 nano pacticle, the parameters of this CeO2 -NIRP will be optimised to the resonable conditions, such as improving water sobulabiliy, increasing detection limit, and decreasing response time; finally, the CeO2 -NIRP will be applied to spy the intracellular H2O2 in double-function models, multi–parameter by controlling the experimental conditions and the accurate result will present by two methods. This study is relevant for discorvering the new multifunction probes applied in investigating the role of H2O2 in cellular events.

新陈代谢产生的过氧化氢(H2O2)是生命活动所必的，但过量H2O2会引发多种疾病, 因此对体内H2O2的检测具有重要的意义。本课题旨在构建纳米CeO2/近红外荧光探针复合物（CeO2-NIRP），以实现对H2O2的双功能、广范围、高选择性、高灵敏度的快速检测。首先，该复合物可以不受体系pH 的限制，在H2O2的检测方面拥有更广阔的应用范围；其次，将近红外荧光探针分子负载到纳米粒子上，通过对纳米材料的修饰，一方面提高探针分子水溶性，另外CeO2纳米粒子对近红外探针分子具有富集作用，因此在缩短近红外探针分子响应时间的同时，提高其检测灵敏度和选择性；最后，通过控制实验条件，实现该复合物对细胞内H2O2双功能检测。本课题为揭示H2O2在生理和病理过程中所起的作用提供了一个重要手段，同时为开发研制新型多功能H2O2探针提供重要理论依据。

木材是日常生活中常用的结构材料之一。其特点是分布广泛，成本低廉，资源丰富，可再生，可循环利用，对环境无污染。木材的微观结构中包含大量孔道，用于将水分和营养物质的传输。木材的化学成分中包含大量的纤维素、木质素，因此含有活性羟基，可用于修饰及木材改性。本项目，以天然多孔材料木材为载体，将活性物质如Pd纳米颗粒负载到载体上，用于水处理，实现了非常好的处理效果。对甲基蓝的降解效率达到99.5%以上，处理速度可达1.0x105，并且可长时间使用，处理效果没有降低。另外，在本项目的资助下，本课题组广泛研究了纳米材料的快速合成方法，采用Jole-Heating的方法，在纳米碳纤维上瞬间制备均匀的Pd纳米颗粒；同时还研究了水中重金属离子Hg2+的检测及去除；在光催化领域也做了相应的工作，包括CO2还原等。在该项目的资助下，本课题组对多个研究领域展开了广泛的研究工作，并取得了较好的研究成果。目前，本课题组的研究方向主要集中在水处理领域，以木材作为载体，通过功能化对木材进行改性，构建一体化的污水处理装置，实现高效率、低成本去除污水中重金属离子及有机污染物。实现污水净化，为水资源的治理及环境保护提供有力支持。