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分子印迹技术是20世纪80年代初出现的一种新兴的科学技术,该技术以目标分子为模板,通过加热、氧化还原等方式引发单体和交联剂在模板分子周围形成聚合物,然后洗脱模板,得到具有三维立体空腔的聚合物(MIPs)。由于聚合物模拟了抗原-抗体的识别原理,因此又被称作塑料抗体。相比抗原-抗体,聚合物具有耐高温、耐酸碱、稳定性高、合成成本低等优点。碳材料由于制备简单,成本低,且具有良好的稳定性,在催化降解、生物分析、催化制氢等领域得到广泛应用。但基于碳材料的传感器,在选择性和实际样品检测中的抗干扰能力仍是一个具有挑战的问题。由于分子印迹聚合物具有较高的选择性,因此能够很好地解决这一问题。本论文在两种碳纳米材料即石墨相碳化氮材料(g-C3N4)、碳点(C-dots)表面合成了分子印迹膜,并用于传感分析。具体内容如下:1.在g-C3N4表面合成以3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)为模板的分子印迹膜,并作为光氧化纳米酶(MIP-g-C3N4),构建了一种检测L-半胱氨酸的比色传感方法。在传统的纳米酶生物传感应用中,由于纳米酶的表面具有活性,易于与生物分子相互作用,因此会受到生物样品基质的干扰,使生物样品的准确分析变得更加困难。而MIP-g-C3N4的内部具有TMB的结合位点,使氧化反应在聚合物内部进行,隔离了g-C3N4和生物样品的接触,提高了g-C3N4的抗干扰能力。特别是在血清样品中,MIP-g-C3N4的抗干扰能力提升了约1000倍。使用不同活性物种(ROS)的清除剂,验证了g-C3N4的氧化机理,得出·O2 ̄在光氧化过程中起主导作用。使用紫外-可见分光光度法比较了g-C3N4和MIP-g-C3N4的氧化活性以及对不同显色底物的选择性,结果表明MIP-g-C3N4的氧化能力相对g-C3N4提高了4倍以上,而且对TMB具有良好的选择性。通过测定纳米酶的米氏常数(Km)及最大反应速率(νmax),进一步说明表面分子印迹提高了g-C3N4的氧化活性。最后,纳米酶被用于L-半胱氨酸的比色传感检测。实验结果表明纳米酶对L-半胱氨酸具有很好的响应信号,检测线性响应范围为1μM至20μM,检测限为0.2μM;用于血清样品中L-胱氨酸检测具有良好的回收率(91.6-94.1%)。因此,该方法有望用于实际生物样品中L-半胱氨酸的检测。2.构建了一种基于碳点(C-dots)光诱导合成膜厚度可控的分子印迹聚合物方法。由于C-dots具有良好的荧光性和光敏催化活性,既可作为荧光供体,又可作为引发剂。首先,通过光诱导合成了分子印迹膜,通过紫外-可见光谱、C-dots和聚合物包裹C-dots的复合材料的形貌以及红外光谱分析,证明C-dots表面生成了聚合物;为了验证膜厚度的可控性,在不同光照时间(0.5-2 h)下合成了六种复合材料,通过荧光共振光散射、动态光散射证明了聚合物的粒径可随光照时间增长而逐渐增大,说明聚合物膜的厚度可以通过光照时间的长短进行控制,而且膜的厚度薄,在12-22 nm之间。同时荧光测试表明,该法制备的聚合物膜对碳点荧光的影响很小,包裹聚合物后C-dots的荧光仅下降6.6%,因此可以作为很好的荧光供体。最后,以四环素为模板合成了分子印迹聚合物(MIP-C-dots),发现C-dots发出的荧光可被MIP-C-dots孔穴中吸附的四环素很好的猝灭,这是由于光敏合成的分子印迹膜厚度极薄,更有利于荧光共振能量转移时供体和受体间的能量转移。光敏制备MIP-C-dots为荧光共振能量转移传感体系的构建提供了新思路。