随着纳米科技的飞速发展，纳米材料凭借其与宏观材料截然不同的物理化学性质，已成
为化学与料科学领域的研究热点。从用于光电器件的量子点、催化领域的纳米金属颗粒，到生物医学领域的荧光纳米探针，纳米材料的功能实现与其微观结构、表面状态及光学性能密切相关。因此，建立精准、高效的纳米材料表征方法，是揭示其结构-性能内在联系、指导材料设计与合成的关键。
目前，纳米材料表征常用的技术包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等，这些技术虽能有效分析纳米材料的晶体结构与形貌尺寸，但在光学性能定量分析、表面动态变化监测等方面存在局限性。例如，TEM虽可直观观察纳米颗粒的粒径分布，但无法直接反映其荧光发射特性；XRD仅能提供晶体结构信息，难以捕捉纳米材料表面修饰过程中的实时变化。
荧光光谱技术作为一种灵敏的光学表征手段，可通过分析纳米材料的荧光发射峰位置、强度、半峰宽及荧光寿命等参数，快速获取其光学性能、表面电子态及分子相互作用等信息。博清生物科技（南京）有限公司研发的荧光计作为一款集高灵敏度、高分辨率与快速检测于一体的专业荧光分析仪器，具备宽波长范围检测、低检出限、实时扫描等优势，为纳米材料的光学表征提供了新的技术支撑。
一、实验部分
（一）实验材料与试剂
纳米材料：CdSe/ZnS核壳量子点；柠檬酸修饰纳米金；氮掺杂石墨烯量子点。材试剂：无水乙醇；去离子水；巯基乙酸；磷酸盐缓冲液。
（二）仪器设备
1、主要表征仪器：博清生物荧光计，扫描速度可调，配备温度控制模块；透射电子显微镜，用于验证纳米材料的形貌与粒径；X射线衍射仪，用于分析纳米材料的晶体结构。
2、辅助设备：超声波清洗仪；分析天平；超纯水机。
（三）实验方法
1、纳米材料的预处理
量子点：将不同粒径的 CdSe/ZnS量子点用无水乙醇稀释至浓度为1μmol/L，超声分散 10min，静置至溶液澄清，备用。
纳米金：将自制的15nm、30nm柠檬酸修饰纳米金用去离子水稀释至OD520=0.5，超声处理5min，备用；取部分纳米金溶液，加入不同浓度的巯基乙酸（TGA），室温孵育0-60min，用于表面修饰动态监测。
石墨烯量子点：将水热法合成的NGQDs用PBS缓冲液（pH=7.4）稀释至浓度为0.5mg/mL，超声分散15min，过0.22μm滤膜，去除团聚颗粒，备用。
2、荧光光谱测定
激发光谱与发射光谱扫描：使用博清生物荧光计，对预处理后的纳米材料溶液进行激发光谱与发射光谱扫描。其中，量子点的激发波长设定为365nm，发射波长扫描范围为400-700nm；纳米金的激发波长设定为450nm，发射波长扫描范围为500-650nm；NGQDs的激发波长设定为320nm，发射波长扫描范围为400-550nm。扫描速度设定为500nm/min，狭缝宽度为5nm，每个样品重复测定3次，取平均值。
荧光强度稳定性监测：选取NGQDs溶液为研究对象，在激发波长320nm、发射波长450nm 条件下，使用博清生物荧光计的实时监测功能，连续记录60min内荧光强度的变化，采样间隔为1min，分析仪器对纳米材料荧光稳定性的监测能力。
3、荧光量子产率计算
以荧光素钠（乙醇溶液，量子产率Φstd=0.95）为标准物质，采用相对法计算纳米材料的荧光量子产率。使用博清生物荧光计分别测定标准物质与样品的荧光发射光谱，根据公式计算样品的荧光量子产率：
Φsample=Φstd×(Isample/Istd)×(Absstd/Abssample)×(ηsample²/ηstd²)
其中，Φsample为样品的荧光量子产率，Φstd为标准物质的荧光量子产率，Isample、Istd分别为样品与标准物质的荧光发射积分强度，Abssample、Absstd分别为样品与标准物质在激发波长处的吸光度（控制吸光度<0.1，避免自吸收），ηsample、ηstd分别为样品与标准物质溶剂的折射率。
4、荧光寿命测量
使用博清生物荧光计的时间分辨荧光功能，对 CdSe/ZnS量子点（粒径3.5nm）与NGQDs进行荧光寿命测量。激发波长分别设定为365nm（量子点）与320nm（NGQDs），发射波长分别设定为520nm（量子点）与450nm（NGQDs），采用时间相关单光子计数（TCSPC）技术，记录荧光衰减曲线，使用仪器自带的拟合软件进行双指数拟合，计算荧光寿命τ1、τ2及相应的权重系数α1、α2，最终以平均荧光寿命τavg=α1τ1+α2τ2表示。
四、结论
博清生物科技（南京）有限公司研发的荧光计在化学与材料科学领域纳米材料表征中的应用，通过对CdSe/ZnS量子点、纳米金、氮掺杂石墨烯量子点等典型纳米材料的荧光光谱、荧光量子产率、荧光寿命及表面修饰动态过程的分析，得出以下结论：
1、博清生物荧光计可精准捕捉纳米材料的尺寸依赖性荧光特性，通过荧光发射峰位移实现对量子点粒径的快速评估，且能灵敏监测纳米金表面修饰过程中的光学性能变化，为纳米材料的结构与表面状态分析提供高效手段。
2、该仪器在荧光量子产率与寿命的定量分析中具有较高的准确性，测定结果与文献值偏差小，可有效区分纳米材料不同发光位点的荧光寿命，为探究纳米材料的光学性能与发光机理提供可靠数据。
3、博清生物荧光计凭借高灵敏度、快速检测、多参数分析及温度可控等优势，在纳米材料表征领域具有广阔应用前景，尤其适用于低浓度纳米材料分析、表面动态过程监测及温度响应特性研究。
未来，可进一步拓展博清生物荧光计在纳米材料原位表征（如纳米材料合成过程中的实时监测）、多组分纳米复合材料光学性能分析等领域的应用，同时结合其他表征技术，构建更全面的纳米材料表征体系，为化学与材料科学领域中纳米材料的研究与应用提供更强有力的技术支撑。
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