基于量子点的荧光传感微流纸基芯片离子印迹法检测铜离子.pdf

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1、第43卷分析化学(FENXIHUAXUE)特约来稿第1O期2015年10月ChineseJournalofAnalyticalChemist~1499～150k4DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．150437基于量子点的荧光传感微流纸基芯片离子印迹法检测铜离子王欣然，李博伟尤慧艳陈令新(大连大学环境与化学工程学院，大连116622)(中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室，山东省海岸带环境工程技术研究中心，中国科学院烟台海岸带研究所，烟台264003)摘要基于离子印迹技

2、术，采用3一氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为功能单体，正硅酸乙酯(TEOS)作为交联剂，以铜离子(cu)为模板离子，利用表面印迹法在室温下pH=6．5的水溶液中反应，于玻璃纸的表面合成印迹聚合物。玻璃纤维纸的表面经过活化、接氨基处理，接枝碲化镉量子点，成为具有荧光传感性能的基底，而接枝在其表面的离子印迹聚合物增强了体系的选择性，线性范围为0．032—3．20mg／L，检出限为0．012mg／L。将其应用于湖水及海水样品中加标cu含量的检测，并与ICP—MS检测的结果进行了比较，结果表明，这种基于荧

3、光传感的印迹纸芯片具有良好的分析性能。关键词纸芯片；离子印迹聚合物；铜离子；碲化镉量子点1引言铜作为一种重金属元素，是一种生命有机体必需的微量元素，与人类健康密切相关¨j。但当体内铜含量过高时，会对肝脏等器官造成负担，新陈代谢发生紊乱，造成肝腹水、肝硬化等疾病。目前，在机械制造、建筑工业、医疗等领域中，铜材料的过度使用和不恰当处理导致其成为重金属污染物之一，控制和监测水体中cu的含量已成为人们关注的热点问题。人们已将离子印迹聚合物作为高选择性材料，分离水体样品中的cu。离子印迹技术是在分子印迹技术基础

4、上发展起来的，对模板离子具有高选择性识别能力_5]。金属离子与配合物通过螯合作用结合，在交联剂、引发剂的作用下发生聚合，聚合后将金属离子洗脱，可得内部含有孔穴的印迹聚合物，该孔穴与模板离子的形状和大小相符，可与特定的金属离子结合。微流控芯片(Microfluidicchip)又称为芯片实验室，将多种单元技术灵活组合并规模化集成在微小可控的平台上，实现了仪器设备的便携化、高效化、智能化_8]。纸芯片作为微流控芯片的分支，是当前研究的热点之一_1]。它利用纸张作为基底，代替了常见的玻璃、PDMS等加工材料

5、，通过紫外光刻[1、喷蜡打印n，H]、等离子体处理n、丝网印刷等加工技术，可在纸上加工出具有一定结构的亲／疏水微细通道网络及相关分析器件，构建微流控纸分析设备，与其它材料相比，纸芯片具有很多优势：轻薄、易变形，方便运输和储存；生物相容性好，可降解；自身多孔结构无需外力驱动运输样品；便于实现大规模生产等坞]。自2007年Ma~inez等_l首次提出微流控纸芯片概念后，微流控纸芯片分析技术得到了快速发展。对一些发展中国家、偏远地区的临床医学检验有重大意义，在医学、生物学、化学领域有良好的应用前景。本研究将

6、碲化镉量子点(CdTeQDs)接枝在经处理的玻璃纤维纸表面，制得荧光响应基底。利用表面印迹技术在量子点表面合成以cu为模板的印迹聚合物(Cu．IIP@CdTeQDs)，所得到的纸片能够选择性吸附溶液中的Cu，由于cu对碲化镉量子点的荧光有猝灭作用，因此可以通过荧光信号的变化对溶液中cu的含量进行分析。研究结果表明，此印迹纸芯片可以准确、快速检测水体样品中的cu。2实验部分2．1仪器与试剂S-4800冷场发射扫描电镜(日本Hitachi公司)；FluoroMax-4荧光光谱仪(HoribaScienti

7、fic公司)；2015-05-25收稿；2015-06—17接受本文系十二五国家重大仪器设备开发专项(N0．2013YQl7O52506)，国家自然科学基金(Nos．21205131，21275158)资助项目。E-mails：dlyhy@dicp．ac．ca：lxchen@yic．a12．cnl500分析化学第43卷Milli—Q超纯水系统(美国Millipore公司)；PHS一3C数字酸度计。NaBH、CdC1：、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-(3-_-N基氨基丙基)碳二亚胺盐酸(EDC

8、)均购自阿拉丁公司；3一氨丙基三乙氧基硅烷(APTES，Sigma—Aldrich公司)；其它试剂均为国产分析纯试剂，玻璃纤维滤纸购于山东德州蓝天环境监测用品厂。实验用水为二次蒸馏水。2．2合成水溶性碲化镉量子点根据xu等报道的方法合成CdTeQDs。称取68．4mgCdC1：溶于75mL二次蒸馏水水中，加人药63L巯基乙酸，用1mol／LNaOH快速调节至pH9．0—9．2，通氮气20min。另取38．3mg碲粉和40．0mgNaBH，加人1．5mL乙