纳米材料修饰的分子印迹光化学传感器的研制

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分子印迹技术(MIT)是指制备对某一特定目标分子(模板分子/印迹分子)具有特异选择性的聚合物,即分子印迹聚合物(MIPs)。由于分子印迹聚合物具有构效预定性,而且对目标分子具有特异的识别性和实用性,所以其在多个领域具有广泛的应用。另外,量子点具有高的荧光强度、好的稳定性、长的荧光寿命,使其在材料、传感领域得到了广泛的关注。锰掺杂的硫化锌量子点具有量子尺寸效应、表面效应、量子隧道效应,因此可以作为构建功能化荧光探针的一种理想材料。将量子点、分子印迹技术的优势结合起来应用在传感器制备中,所制得的传感器可以对环境中的许多物质进行快速、灵敏、高选择性的检测。本论文的主要研究工作如下:1.成功制备了一种基于Mn:ZnS量子点@二氧化硅纳米粒子@分子印迹聚合物(QDs@SiO2@MIPs)检测血清素的荧光探针。通过扫描电镜、透射电镜、傅立叶红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、X射线能谱和荧光光谱对QDs@SiO2@MIPs进行了表征。当5-HT重新结合时,QDs@SiO2@MIPs的氨基与5-HT的羟基之间形成一种新的复合物后QDs的能量转移到复合物上,导致QDs的荧光猝灭。该复合材料具有较高的选择性,印迹因子为5.96。线性回归方程为F0/F=0.0036Cq-0.0512,线性相关系数为0.9928,线性范围为50-500 ng/mL。检测限(LOD)为0.69 ng/mL。该探针制备工艺简单、灵敏度高、选择性好、检测限低、分析时间短,可成功用于血清中5-HT的检测。2.成功构建了一种新型的Fe3O4@SiO2@QDs@MIPs磁性荧光探针识别双酚A(BPA)。结合MIPs高的选择性、Mn:ZnS QDs强的荧光性、Fe3O4 NPs良好的顺磁性、SiO2 NPs较好的水溶性,Fe3O4@SiO2@QDs@MIPs NPs荧光探针有效地检测了水溶液中的BPA。当BPA存在的条件下,BPA的羟基会与Fe3O4@SiO2@QDs@MIPs NPs的氨基相互作用使其成为新的复合物,进而发生电子诱导转移,将QDs的能量转移到该复合物上,导致荧光猝灭。结果表明,在加入BPA的浓度在50-700 ng/mL范围内时,荧光强度随BPA浓度的增加呈线性下降趋势,检测限(LOD)为0.16 ng/mL。该传感器对BPA的选择性强,印迹因子(IF)为8.7。该传感器可成功地应用于人体尿液样本中BPA的测定。3.成功构建了一种基于QDs@SiO2@Qu-MIPs的新型荧光探针,该探针通过光诱导电子转移猝灭机制成功用于检测蜂蜜样品中的Qu。以Qu为模板,AM为功能单体,ICPTES为辅助功能单体,CTAB为结构导向表面活性剂,DBDU为催化剂,EDMA为交联剂,溶胶-凝胶法制备SiO2@Qu-MIPs,即在改性的SiO2表面形成MIPs膜。该复合材料具有较高的选择性,印迹系数为5.1。线性回归方程为F0/F=0.0041Cq-0.0661,线性相关系数为0.9894,线性范围为30-450 ng/mL。检测限(LOD)为0.14 ng/mL。该探针制备过程简单、灵敏度高、选择性好、分析时间较短,可成功用于蜂蜜样品中Qu的检测。
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