基于二硫化钼量子点荧光传感器对有害物检测的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:shanwq1983
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食品与饮用水安全问题是目前备受关注的热点问题,而食品和饮用水中的有毒有害物质残留是危害人体健康的主要元凶。为食品及饮用水中有害物质建立高效、灵敏、经济的检测方法,对保障食品安全有着重要的意义。过氧化氢、邻苯二酚以及甲基对硫磷都是日常生活、生产中重要的化学物质。因此,它们也广泛地存在于食品、饮用水中,但是这三种物质对人体健康都有很大伤害。为了能够实现对这三种物质的超灵敏和快速检测,论文制备了三种基于二硫化钼量子点的荧光传感器,分别用于过氧化氢、邻苯二酚以及甲基对硫磷的分析检测,研究表明,这三种荧光传感器都有简单快捷、选择性高、灵敏度高等优点。主要结果如下:(1)用钼酸钠作为钼源,谷胱甘肽作为硫源,一步水热法合成了具有荧光性能的二硫化钼量子点。通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱表征了所制备的二硫化钼量子点的形态和结构,以及表面所含的官能团和化学元素。将二硫化钼量子点和二氧化锰纳米片混合形成一种荧光传感器,由于内滤效应和静态猝灭效果,该荧光传感器的荧光是猝灭状态。而过氧化氢的加入,能够使二氧化锰被还原成二价锰离子,将二硫化钼量子点的荧光释放出来。这个荧光传感器具有超高的选择性,对过氧化氢的检测范围是0.1μM-150.0μM,检测极限是0.033μM。并且成功的用于牛奶样品中过氧化氢的检测。(2)基于之前所合成的二硫化钼量子点上修饰了苯硼酸官能团,利用所合成的二硫化钼表面丰富的羧基官能团与3-氨基苯硼酸的氨基官能团发生酰胺化反应,将苯硼酸官能团成功的连接在二硫化钼量子点表面。经过官能团修饰的二硫化钼量子点表面含有邻羟基官能团,能够和同样具有邻羟基官能团的邻苯二酚发生反应,苯硼酸修饰的二硫化钼量子点在反应后由于内滤效应和静态猝灭效果会发生荧光猝灭现象。所制备的荧光传感器对邻苯二酚具有特异性选择,并且检测范围较宽(0.10μM-200.0μM),检测极限低至0.025μM。此荧光传感器成功地应用于饮用水等水样中检测邻苯二酚。(3)在上一实验中制备的苯硼酸修饰的二硫化钼基础上再连接了β环糊精,羟丙基-β环糊精的两个邻羟基和苯硼酸修饰的二硫化钼量子点的邻羟基发生取代反应,形成β环糊精修饰的二硫化钼量子点,该量子点表面有环糊精的环状空腔,能够容纳一些物质进入,比如对硝基苯酚,对硝基苯酚进入空腔后由于光诱导电子转移,会猝灭β环糊精修饰的二硫化钼量子点的荧光。甲基对硫磷在碱性条件下能够水解成对硝基苯酚,基于此,构建了β环糊精修饰的二硫化钼量子点检测甲基对硫磷的荧光传感器,该荧光传感器对甲基对硫磷的检测范围从0.01 ppm-36 ppm,检测极限为3.3 ppb,并且此荧光传感器还成功的应用于苹果和黄瓜样品中甲基对硫磷的检测。
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