碲化镉量子点表面对氨基酚印迹聚合物的制备及其在对氨基酚检测中的应用

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量子点(quantum dots, QDs)又称半导体纳米晶,具有激发光谱宽,发射光谱窄而对称,发光特征具有严格的量子尺寸效应,抗光漂白能力强,荧光寿命长,生物相容性好等优点,基于其独特的光学特性,极高的灵敏度,可将其作为荧光探针应用于生物标记、分析检测等众多领域。但是QDs对外界环境比较敏感,而且QDs不能特异性识别目标物质。分子印迹技术是一种制备对目标分子具有特异性识别性能的高分子材料的技术。为了提高QDs的稳定性和选择性,充分利用其独特的光学性能,可将量子点技术与分子印迹技术相结合,形成量子点分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIPs)。此印迹聚合物与模板分子的亲和力大大增强。通过测定模板分子与量子点分子印迹聚合物结合后,量子点分子印迹聚合物荧光强度的增强或减弱,进而对特定的专一物质进行含量检测。本论文运用“一锅煮”法水相合成硅烷化的CdTe QDs,即在CdTe QDs外包覆二氧化桂壳(CdTe@Si〇2QDs),随后以对氨基酹(4-aminophenol, PAP)为模板分子,在CdTe@Si02QDs表面进行印迹,合成CdTe@Si02QDs表面对氨基酚印迹聚合物(CdTe@Si02@MIPsQDs),并研究了CdTe@Si02@MIPs QDs作为荧光探针在PAP检测中的应用,具体工作如下:1.以巯基丙酸(3-mercaptopropionic acid, MPA)为稳定剂,正桂酸四乙醋(tetraethylorthosilicate, TEOS)为桂烧化剂,通过“一锅煮”法水相合成CdTe@Si02QDso利用紫外扫描仪、荧光分光光度计、红外光谱仪、X-射线衍射、透射电子显微镜对所合成的QDs进行了表征。实验结果表明,合成的CdTe@Si02QDs激发光谱宽,发射光谱半峰宽窄(53nm)且峰型对称,量子产率高(39%),粒径小(11nm)且分散性好。2.以合成的CdTe@Si02QDs作为载体材料,对氨基酹(4-aminophenol, PAP)为模板分子,3-氨丙基三乙氧基桂烧(3-aminopropyltriethoxysilane, APTES)为功能单体,正硅酸四乙酯(TEOS)为交联剂,6.25%氨水为催化剂,合成CdTe@Si02QDs表面对氨基酚印迹聚合物,通过超声振摇洗涤除去模板分子后,得到CdTe@Si02@MIPsQDs。同时,在相同条件下,除了不加模板分子外,合成CdTe@Si02@NIPs QDs。以CdTe@Si02@MIPs QDs作为荧光探针,通过荧光检测,观察荧光强度,考察CdTe@Si02@MIPsQDs与PAP之间的相互作用。实验结果表明,CdTe@Si02@MIPs QDs可以选择性地识别PAP,PAP与CdTe@Si02@MIPs QDs结合后,可使CdTe@Si02@MIPs QDs的荧光发生猝灭,通过监测荧光强度的猝灭程度,可实现对PAP的定量检测。实验考察了印迹聚合物合成过程中模板分子加入量、模板分子/功能单体摩尔比、功能单体/交联剂摩尔比、致孔剂等对印迹效果的影响,还考察了pH值、CdTe@Si02@MIPs QDs浓度、干扰组分等对CdTe@Si02@MIPs QDs吸附性能的影响,并讨论了PAP对CdTe@Si02@MIPs QDs的荧光猝灭机理。基于上述研究,本实验以CdTe@Si02@MIPs QDs作为荧光探针,建立了实际可行的检测自来水和湖水中PAP含量的分析方法。在最优条件下,当PAP浓度在0.0550(aM范围内时,CdTe@Si02@MIPs QDs的荧光猝灭程度与PAP浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.9988,检测限为0.O2jaM。在该方法建立的基础上,采用加标回收实验法,测得自来水和湖水中PAP的回收率分别在98%103%和97%-1O2%之间,7.5uMPAP的相对标准偏差分别在1.7%和3.7%。
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