SiO2QDs表面对乙酰氨基酚印迹聚合物的制备及其应用.docx
《SiO2QDs表面对乙酰氨基酚印迹聚合物的制备及其应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SiO2QDs表面对乙酰氨基酚印迹聚合物的制备及其应用.docx(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、目录第一章 文献综述31.1量子点概述31.1.1量子点的定义31.1.2量子点的性质31.1.3量子点的应用31.2分子印迹概述41.2.1分子印迹的定义41.2.2分子印迹的原理41.2.3分子印迹聚合物的应用51.2.4量子点分子印迹聚合物的应用51.3化学发光分析法概述51.3.1化学发光的基本概念51.3.2化学发光分析法的基本原理61.3.3化学发光分析法的应用61.4对乙酰氨基酚概述61.5本论文的研究目的及意义7第二章 实验部分72.1仪器和试剂72.2 CdTeSiO2 QDs表面分子印迹聚合物的制备82.2.1 CdTeSiO2 QDs的制备82.2.2 CdTeMIPs
2、QDs的制备92.3实验方法92.4结果与讨论102.4.1 CdTeMIPs QDs表征结果102.4.1.1外观形貌102.4.1.2紫外与荧光光谱102.4.1.3红外光谱112.4.1.4 X-射线衍射112.4.2化学发光动力学曲线122.4.3化学发光条件的优化132.4.3.1 CdTeMIPs QDs浓度的影响132.4.3.2鲁米诺浓度的影响132.4.3.3氢氧化钠浓度的影响142.4.3.4高碘酸钾浓度的影响142.4.4标准曲线、精密度和检出限152.4.5干扰实验152.4.6 CdTeMIPs QDs的选择性吸附能力162.5实验结论17CdTeSiO2 QDs表面
3、对乙酰氨基酚印迹聚合物的制备及其应用曹彦(西北师范大学化学化工学院 兰州 730070)摘要:以对乙酰氨基酚(Acetaminophen, AP)为模板分子,成功制备了CdTe量子点表面分子印迹聚合物(CdTeMIPs QDs);在强碱性介质中,CdTeMIPs QDs对鲁米诺-KIO4体系的化学发光具有增敏作用,而AP的加入对上述体系的化学发光有抑制作用。因此,基于AP对碱性CdTeMIPs QDs-鲁米诺-KIO4化学发光体系的猝灭效应,建立了测定对乙酰氨基酚含量的流动注射化学发光分析方法。考察了CdTeMIPs QDs浓度、鲁米诺浓度、KIO4浓度和NaOH浓度等实验条件对分析方法的影响
4、。在最佳条件下,化学发光强度猝灭值的对数值与对乙酰氨基酚浓度的对数值之间有良好的线性关系,线性范围为0.0101.2 mol/L,检出限为3.710-3 mol/L (3),相对标准偏差为2.37 %( n=11)。选用对乙酰氨基酚的结构类似物进行选择性实验,结果表明:CdTeMIPs QDs对对乙酰氨基酚有较高的选择性识别能力。关键字:化学发光;流动注射;量子点;分子印迹聚合物;鲁米诺;对乙酰氨基酚Synthesis and application of Molecular imprinting polymer-capped CdTeSiO2 QDs for acetaminophenYan
5、 Cao(College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070)Abstract:Molecular imprinting polymer-capped CdTe quantum dots (CdTeMIPs QDs) were successfully prepared with acetaminophen (AP) as template molecules. In strongly alkaline medium, CdTeMIPs QDs can sensit
6、ize the chemiluminescence (CL) intensity of the luminol-KIO4 system, while AP can inhibit the CL of the sensitized system mentioned above. Therefore, based on the quenching effect of AP on alkaline CdTeMIPs QDs-luminol-KIO4 CL system, a flow injection -chemiluminescence method (FI-CL) for the determ
7、ination of acetaminophen content was established. The effects of CdTeMIPs QDs concentration, luminol concentration, KIO4 concentration and NaOH concentration on the method were investigated. Under the optimal conditions, there was a good linear relationship between the logarithmic value of the quenc
8、hing CL intensity and the logarithmic value of the acetaminophen concentration, with a linear range of 0.0101.2 mol/L, a detection limit of 3.710-3 mol/L (3), and a relative standard deviation (RSD) of 2.37 % (n=11). The structural analogs of acetaminophen were selected for selective experiments, an
9、d the results showed that CdTeMIPs QDs had a high selectivity for the recognition of acetaminophen.Key words:Chemiluminescence; Flow injection; Quantum dots; Molecular imprinting polymer; Luminol; Potassium periodate; Acetaminophen第一章 文献综述1.1量子点概述1.1.1量子点的定义量子点(quantum dots, QDs)是一种由少量原子或原子团构成的零维半导体
10、纳米材料晶体或纳米微晶1。这种纳米晶体半导体,一般是由IIB-VIA族(如CdTe、CdSe、ZnSe等)、IIIA-VA族(如InP、GaN、InAs等)或IVA-VIA族元素(PbSe)组成,直径在1-10 nm之间,一般为球形或类球形,受到激发后可以发射荧光1,2。1.1.2量子点的性质当量子点尺寸小于或接近它的激子波尔半径的时候,量子点的连续能级开始分离,随着量子点的尺寸变小,它的能隙增加,导致发射峰位置蓝移,正是由于这种量子效应,故而称它为“量子点”3,4。量子点具有尺寸效应、量子限域效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质,从而表现出独特的光电特性5。与传统荧光试剂相比,
11、具有耐漂白、光稳定性好,激发光谱范围宽且分布连续,颜色多样性,荧光寿命长和对生物体毒性小等特性。1.1.3量子点的应用量子点作为一种优良的新型发光纳米材料6,7,因其具有尺寸可调节、发射光谱窄、荧光寿命长、耐光漂白等优点,所以在化学分析、生物医药、光学设备等领域得到广泛应用8。(1) 细胞标记肿瘤及癌症的诊断与治疗一直是医学界研究的热点,量子点作为荧光探针可以对细胞内的生物分子进行荧光检测,利用生物大分子(如糖类、蛋白质、酶)对量子点荧光性质的改变,可建立以量子点为基础的灵敏性高、特异性强、响应速度快的检测方法9。(2) 化学发光分析法中的应用在化学发光分析法中,量子点可实现对金属离子、环境污
12、染物、药物分子等的检测,主要原理为量子点表面修饰的功能性基团与被分析物之间的相互作用,使量子点的发光增强或者产生猝灭5。1.2分子印迹概述1.2.1分子印迹的定义分子印迹技术(Molecular imprinting technique, MIT)又称分子烙印技术,是一种将材料科学与高分子化学结合发展起来的一种制备功能材料的新技术10。分子印迹技术模拟自然界中天然分子的识别原理,如酶、抗体等的“锁钥”识别机制,以目标分子为模板合成具有预定选择识别功能的分子印迹聚合物(Molecular imprinting polymers, MIPs) 10,11。1.2.2分子印迹的原理MIPs是一类具有
13、分子识别功能的新型化合物,它具有在空间结构大小和功能基团上可以与模板分子互补的印迹位点,从而能够对目标分子选择性识别与吸附11。首先,以分离的目标分子作为模板,将功能单体与模板分子的功能基团在适当的条件下可逆结合,形成共价的配合物或非共价的加成物;其次,加入交联剂和引发剂由光、热、电等引发聚合形成包埋模板分子的聚合物;最后,用一定的物理和化学方法,将模板分子从聚合物中洗脱,以获得具有识别功能并与之相匹配的三维空穴12,13。这样,可以再次选择性地与模板分子结合,从而具有专一识别模板分子的功能。分子印迹的识别如图1.1所示:图1.1分子印迹原理图Figure 1.1 Schematic diag
14、ram of molecular imprinting1.2.3分子印迹聚合物的应用分子印迹聚合物具有结构可预定、特异识别与优良的稳定等特点,被广泛应用于仿生传感器、固相萃取、色谱分离和食品分析检测等领域14。(1) 固相萃取分子印迹聚合物由于具有特异性和亲和性,作为固相萃取剂可以克服样品体系成分复杂、预处理繁杂等缺点,弥补传统吸附剂在固相萃取中选择性差的缺点,为复杂样品的富集和分析提供极大的便利11,13。(2) 食品分析检测近年来,食品安全问题日渐趋于白热化,食品中农药残留和食品添加剂问题突出,因此建立有效的检测方法至关重要。分子印迹聚合物可以对模板分子进行特异性识别,并且能够从复杂样品中
15、将污染物分离,因此,将分子印迹技术运用于食品检测领域具有较大的潜力。1.2.4量子点分子印迹聚合物的应用虽然量子点荧光探针具有优异的光学特性,但是荧光探针对目标分子的特异性识别能力差,而分子印迹技术可对待定模板分子进行高度特异性识别,实现目标物的分离和富集15。量子点与分子印迹技术的结合依靠目标物与印迹空腔作用产生的荧光强度变化,对待定的分析物进行再识别,从而建立一种针对模板分子的高灵敏度、高特异性选择的快速检测15。近年来,分子印迹技术结合量子点制备了多种形态的荧光探针15,广泛应用于农药残留检测、食品检测等方面。1.3化学发光分析法概述1.3.1化学发光的基本概念化学发光(Chemilum
16、inescence, CL)即化学反应过程产生可见光的现象,同时伴随着能量的释放16,17。在某些特殊的化学反应在中,反应中间体或反应产物吸收了反应释放的化学能而处于激发态,由激发态返回基态或者将能量转移到发光分子从而产生化学发光过程16。1.3.2化学发光分析法的基本原理化学发光分析法是分子发光光谱分析法中的一类,它主要依据化学检测体系中待测物的含量与体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量关系,利用仪器对体系化学发光强度的检测,确定待测物含量的一种痕量分析方法5,17。1.3.3化学发光分析法的应用化学发光分析法作为一种独立的分析方法,具有快速、灵敏等特点。化学发光分析法可与许多分析技术或
17、分离手段连用,其中与流动注射技术相结合是化学发光最简单的连用方法。(1) 在食品分析中的应用化学发光分析法不需要强的背景光的激发,因此没有背景干扰,具有检出限低、灵敏度高等优点,被广泛应用于食品检测。例如食品中的含氮化合物、防腐剂以及其他形式的添加剂,均可采用化学发光分析法进行分析5。(2) 在环境污水分析中的应用工业废水和生活废水中含有不同种类的污染物,这些污染物最后排放到自然界中会对动物、植物以及人类产生影响,因此建立一种快速且可靠的污水分析方法势在必行,化学发光分析法与其它检测技术相结合可用于污水中金属离子、酚类及其衍生物的检测 5。1.4对乙酰氨基酚概述对乙酰氨基酚(Acetamino
18、phen, AP)又名扑热息痛,属于芳环对位有羟基取代基的酰胺类药物,结构式如下图1.2所示:图1.2对乙酰氨基酚结构式Figure 1.2 structural formula of acetaminophen临床上主要用于感冒发烧、关节痛、神经痛及偏头痛、癌性痛及手术后止痛等18,19。AP在一般治疗剂量下较少引发不良反应,但摄入过量,会对肝脏产生极强的毒性作用,造成急性肝损伤、肝坏死,甚至威胁生命安全。因此,建立高灵敏、高选择性的AP的分析检测方法具有重要意义。1.5本论文的研究目的及意义化学发光分析法是一种高灵敏度、应用范围广的检测方法。量子点由于其优良的光学特性,可以极大地增敏一些微
19、弱的化学发光体系,因而将量子点引入化学发光分析领域,可进一步提高弱化学发光体系的稳定性和灵敏度,更有利于药物、环境及生化物质的高灵敏检测。基于此,本论文以对乙酰氨基酚为模板分子合成了量子点分子印迹聚合物(CdTeMIPs QDs),并基于对乙酰氨基酚对CdTeMIPs QDs增敏的碱性鲁米诺-KIO4体系的化学发光具有较强的抑制作用,建立了测定AP含量的化学发光分析方法,同时考察了该材料对对乙酰氨基酚的选择性识别能力,为复杂样品中AP含量的测定提供了帮助。第二章 实验部分2.1仪器和试剂表2-1实验仪器Table 2-1 Experimental instruments仪器产地BS224S电子
20、天平北京赛多利斯仪器有限公司DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器郑州长城科工贸有限公司THZ-C恒温振荡器江苏太仓实验设备厂LD5-2A型离心机北京京立离心机有限公司SHZ-型循环水真空泵上海亚荣生化仪器厂UV-757CRT紫外-可见分光光度计上海精科仪器公司PB-10酸度计德国Sartorius仪器有限公司续表2-1实验仪器仪器产地IFFL-DX型流动注射化学发光仪西安瑞迈电子设备有限公司荧光光谱仪日本岛津仪器公司D/max-2400粉末X射线衍射日本理学公司扫描电子显微镜荷兰FEI仪器公司表2-2实验试剂Table 2-2 Experimental reagents试剂名称规格产地碲粉(
21、Te,99.999%)纯品上海Alfa Aesar公司硼氢化钠(NaBH4,98%)纯品国药集团化学试剂有限公司氯化钙(CaCl22.5H2O)分析纯北京房山陶瓷绘料厂巯基乙酸(TGA,90%)分析纯Aladdin正硅酸乙酯(TEOS,98%)试剂级Aladdin对乙酰氨基酚(AP,99.9%)分析纯Aladdin3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)纯品Aladdin无水乙醇(C2H5OH,99.5%)分析纯天津市大茂化学试剂厂氨水(NH3H2O,25%)分析纯天津市凯通化学试剂有限公司鲁米诺(Luminol)分析纯上海阿拉丁生化科技股份有限公司氢氧化钠(NaOH)分析纯广东光华化学厂有限公司
22、高碘酸钾(KIO4)分析纯北京化工厂2.2 CdTeSiO2 QDs表面分子印迹聚合物的制备2.2.1 CdTeSiO2 QDs的制备(1) NaHTe的制备:称取0.0256 g Te粉和0.06 g NaBH4加入10 mL圆底烧瓶中,通氮气30 min,然后加入5 mL无氧蒸馏水,并将其置于50水浴中反应,得淡粉色或接近无色的透明溶液NaHTe。(2) CdTeSiO2 QDs的制备:称取0.3656 g CaCl22.5H2O加入50 mL三颈烧瓶中,并加入50 mL蒸馏水和0.27 mL TGA,用1.0 M NaOH调节溶液pH=11.0;然后注入上述新鲜制备的NaHTe,置于10
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SiO2QDs 表面 乙酰 氨基 印迹 聚合物 制备 及其 应用
限制150内