基于介孔硅材料的熒光分子印跡傳感器陣列的制備、表征及分析應(yīng)用.pdf

1、本論文利用分子印跡材料對結(jié)構(gòu)類似物質(zhì)具有交叉響應(yīng)性的特點(diǎn)，將分子印跡技術(shù)應(yīng)用于熒光傳感器陣列，以介孔硅材料為固體基質(zhì)，發(fā)展了基于介孔硅材料的熒光分子印跡傳感器陣列的新方法，分別用于金屬離子與糖類分子的識別。本論文研究工作的主要內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 (1)合成了一種簡單的具有4，7位取代2，1，3-苯并二唑結(jié)構(gòu)的新化合物?；谂で姆肿觾?nèi)電荷轉(zhuǎn)移(twisted intramolecular charge tra

2、nsfer，TICT)，該化合物可以在CH3CN-H2O混合溶劑中有效地選擇性識別Hg2+和Cu2+。UV-vis吸收光譜和溶液顏色的變化為我們提供了一種簡單而快速地檢測這兩種離子的方法。其它一些堿金屬、堿土金屬、過渡元素及重金屬離子包括Na+、Mg2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Ag+、Zn2+、pb2+與Cd2+對Hg2+或Cu2+測定的干擾較小。本工作不僅是對Hg2+和Cu2+比色檢測技術(shù)的補(bǔ)充，也拓展了4，7位取代2，1，3

3、-苯并二唑類化合物的應(yīng)用范圍。本工作的初衷是將4-巰基-2，1，3-苯并二唑結(jié)構(gòu)功能化到三乙氧基硅烷，從而利用得到的含有巰基的熒光功能單體發(fā)展汞形態(tài)分析用的熒光印跡傳感器陣列。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)合成的新化合物4-巰基-2，1，3-苯并二唑不會與3-氨基丙基三乙氧基硅烷發(fā)生反應(yīng)而是在該堿性硅氧烷的存在下與自身發(fā)生反應(yīng)。雖然本工作的初衷無法實(shí)現(xiàn)，但是我們發(fā)現(xiàn)得到的含巰基的2，1，3-苯并二唑衍生物對Hg2+和Cu2+有比較好的比色響應(yīng)，可以作為一種

4、快速選擇性識別Hg2+和Cu2+的比色化學(xué)傳感器。
　　 (2)報道了一種基于介孔硅基質(zhì)的熒光增強(qiáng)型的離子印跡傳感器陣列，可以用于幾種金屬離子的識別。采用8-羥基喹啉功能化的三乙氧基硅烷與四乙氧基硅烷共聚的方法分別合成了Zn2+印跡、Cd2+印跡以及非印跡的介孔硅材料。通過熒光光譜滴定實(shí)驗(yàn)與一種Langmuir型非線性擬合計算得到了三種材料與兩種模板離子的結(jié)合常數(shù)。得到的三種材料對Zn2+與Cd2+這兩種印跡模板離子以及Mg2+

5、、Ca2+、Al3+這三種非模板離子有著不同程度的熒光增強(qiáng)響應(yīng)。由這三種材料組成的熒光增強(qiáng)型傳感器陣列可以識別這五種金屬離子。利用具有交叉響應(yīng)性的印跡效果，只使用一種普通的熒光染料(8-羥基喹啉)就可以達(dá)到識別幾種金屬離子的目的。本工作不僅證明了印跡傳感器陣列的選擇性源于印跡過程本身，而且將印跡傳感器陣列的應(yīng)用領(lǐng)域延伸到了本身不會產(chǎn)生熒光信號的分析物。
　　 (3)構(gòu)建了一種基于介孔硅基質(zhì)的熒光染料置換型糖印跡傳感器陣列，可以用

6、于幾種糖類分子的識別。采用苯硼酸功能化的三乙氧基硅烷與四乙氧基硅烷共聚的方法分別合成了D-果糖印跡、D-木糖印跡以及非印跡的介孔硅材料。通過熒光光譜滴定實(shí)驗(yàn)得到了三種材料與八種普通單糖(D-果糖、D-木糖、D-阿拉伯糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-山梨糖與D-核糖)的Stern-Volmer猝滅常數(shù)，研究了三種材料與這八種糖的不同作用情況，證明了不同印跡材料對幾種糖不同的響應(yīng)模式為實(shí)現(xiàn)這些糖的識別提供了可能。由這三種材料組成