【摘 要】
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磁性纳米粒子不仅具有超顺磁性,高磁化强度,高矫顽磁力,宏观量子隧道效应等很多特殊的性质,而且其表面易于进行功能化修饰,因此在食品安全,环境保护等很多领域得到了广泛的应
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磁性纳米粒子不仅具有超顺磁性,高磁化强度,高矫顽磁力,宏观量子隧道效应等很多特殊的性质,而且其表面易于进行功能化修饰,因此在食品安全,环境保护等很多领域得到了广泛的应用。基于磁性纳米粒子的磁化学传感器,与其它传感器相比,具有灵敏度高,不同的样品可以同时检测,不需要昂贵的仪器和复杂的样品准备过程等优势,已经在检测金属离子,小分子,分子间的反应,蛋白质,细菌,病毒,核酸等方面得到了应用。本论文分为两个部分,分别研究了3,4-二羟基苯基丙酸修饰的Fe/Fe3O4(DHCA-Fe/Fe3O4)纳米粒子和叠氮多巴胺和羧基聚乙二醇修饰的Fe/Fe3O4(N3-Fe/Fe3O4)纳米粒子在Pb2+和Cu2+磁检测中的应用。第一部分为DHCA-Fe/Fe3O4纳米粒子传感器的制备及其在检测Pb2+中的应用。首先,通过高温热解法合成Fe/Fe3O4纳米粒子,再通过配体交换法将DHCA修饰在Fe/Fe3O4纳米粒子表面,制备出水溶性的DHCA-Fe/Fe3O4纳米粒子。由于DHCA可以与Pb2+配位,引起DHCA-Fe/Fe3O4纳米粒子团聚,所以当向DHCA-Fe/Fe3O4纳米粒子水溶液中([Fe]=90?M,3 mL)加入不同浓度的Pb2+时,引起△T2先减小后增大。当Pb2+的浓度在40-100?M和130-200?M范围时,△T2与Pb2+浓度具有良好的线性关系,相关系数分别为R2=0.99825和R2=0.98765,可以对其进行定量检测。通过检测其它金属离子,证明DHCA-Fe/Fe3O4纳米粒子传感器对Pb2+检测有很高的选择性。通过用自来水对Pb2+做加标回收实验,证明DHCA-Fe/Fe3O4纳米粒子传感器可以有效地检测实际样品中的Pb2+。第二部分为N3-Fe/Fe3O4纳米粒子传感器的制备及其在检测Cu2+中的应用。首先,通过高温热解法合成Fe/Fe3O4纳米粒子,再通过配体交换法将叠氮多巴胺和羧基聚乙二醇修饰在Fe/Fe3O4纳米粒子表面,制备出水溶性的N3-Fe/Fe3O4纳米粒子,将其与双炔基聚乙二醇混合后检测Cu2+。由于Cu2+被抗坏血酸钠还原为Cu+后可以催化Click反应,引起N3-Fe/Fe3O4纳米粒子团聚,所以当向N3-Fe/Fe3O4纳米粒子与双炔基聚乙二醇的混合溶液([Fe]=87?M,3 mL)中加入Cu2+时,引起△T2增大。通过检测其它金属离子,证明N3-Fe/Fe3O4纳米粒子传感器对Cu2+检测有很高的选择性。本论文以功能化的磁性纳米粒子为基础,利用磁信号的变化检测金属离子的方法,简单,快捷,高效,并且可以扩展到其它种类的物质。该方法既丰富了Pb2+和Cu2+的检测方法,也扩大了磁性纳米粒子的应用范围。
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