【摘 要】
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有毒金属离子对公众健康和环境安全具有极大的危害并且可能引发各种疾病,快速检测和区分金属离子尤为重要。但是,大多数方法只能检测一种或几种金属离子,无法同时识别多种金属离子。因此,开发能够快速识别和检测多种金属离子的传感方法已引起人们的广泛关注。其中,传感阵列由一系列传感元件组成,基于非特异性的交叉响应,可以实现同时检测多种物质。目前,传感阵列已广泛应用于环境监测和食品安全等领域。本论文基于铈（Ce）
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有毒金属离子对公众健康和环境安全具有极大的危害并且可能引发各种疾病,快速检测和区分金属离子尤为重要。但是,大多数方法只能检测一种或几种金属离子,无法同时识别多种金属离子。因此,开发能够快速识别和检测多种金属离子的传感方法已引起人们的广泛关注。其中,传感阵列由一系列传感元件组成,基于非特异性的交叉响应,可以实现同时检测多种物质。目前,传感阵列已广泛应用于环境监测和食品安全等领域。本论文基于铈（Ce）、铽（Tb）、铕（Eu）三种镧系金属,分别制备了三种荧光探针Ce-ATP、Tb-GMP、Eu-BOP。在同一激发下（288 nm）,分别具有蓝、绿、红三种不同颜色的荧光。在此基础上,构建了荧光传感阵列（Ce-ATP/Tb-GMP/Eu-BOP）,作为一种新型的模拟“化学舌”传感阵列,用于快速检测和识别多种金属离子。三种荧光探针对金属离子表现出不同的结合能力,导致了不同的荧光行为和不同的荧光响应模式。通过主成分分析（PCA）技术和层次聚类分析（HCA）,这些独特的响应模式可以作为指纹识别多种金属离子。结果表明Ce-ATP/Tb-GMP/Eu-BOP传感阵列对11种金属离子(Cu2+、Pb2+、Co2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+、Fe3+、Cr3+、Ag+、Cr6+、Mn7+)具有良好的识别和区分能力,可以实现Cu2+,Cr3+和Fe3+的定量检测。它在多种金属离子混合物的检测中仍然是灵敏的,可以区分具有不同浓度比的Cu2+-Cd2+,Cu2+-Cd2+-Fe3+金属离子混合物,说明该传感阵列可用于复杂成分的分析。此外,该传感器阵列还可以区分不同化学价态的金属离子,如Cr3+和Cr6+。以自来水为真实样品,11种金属离子也能很好地被识别和区分开来。通过加标回收实验对自来水的Cu2+、Cr3+、Fe3+进行了定量检测,回收率高,检测结果准确,可与ICP-MS相媲美,说明该传感阵列在水质评价和食品安全方面具有广阔的应用前景。
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