一種分子印跡熒光探針的構建方法及其在噻苯咪唑檢測中的應用的制作方法
【專利摘要】一種分子印跡熒光探針的構建方法，所述材料為Mn：ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球，它是由Mn：ZnS量子點、苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及模板分子噻苯咪唑在超聲作用下共聚形成復合微球，當模板分子噻苯咪唑脫除后就成為對其具有特異識別作用的傳感探針。本發(fā)明的優(yōu)點是：此分子印跡熒光探針是基于熒光共振能量轉移機理，利用分子印跡技術，以Mn：ZnS量子點作為熒光傳感單元，設計、構建而成的，當模板分子噻苯咪唑進入Mn：ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的空穴時，由于Mn：ZnS量子點和噻苯咪唑發(fā)生熒光共振能量轉移而導致其發(fā)射的橙色熒光淬滅，由此通過熒光信號輸出變化，特異性地識別水中的噻苯咪唑。
【專利說明】一種分子印跡熒光探針的構建方法及其在噻苯咪唑檢測中的應用
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種分子印跡熒光探針的構建方法，特別涉及一種Mn摻雜ZnS(Mn:ZnS)量子點-分子印跡聚合物(QDs-MIP)復合微球的構建方法，并以此作為熒光探針應用于噻苯咪唑(TBZ)的殘留檢測。
【【背景技術】】
[0002]噻苯咪唑(TBZ)是一種國際上通用的高效、廣譜殺菌劑，用于防治多種作物真菌病害及果蔬防腐保鮮，特別是在蒜薹、柑橘、香蕉等果蔬的防腐保鮮上得到廣泛應用。由于部分生產者濫用(不按規(guī)定劑量或規(guī)定間隔使用)，可能造成蔬菜、水果等農產品的農藥殘留超標、生態(tài)環(huán)境受到污染，噻苯咪唑殘留超標對人類健康具有較大危害，主要侵害人體的肝臟、神經系統(tǒng)和骨髓。隨著人們對食品安全意識的逐步提高，對環(huán)保問題的日益關注，發(fā)展農藥殘留的快速檢測以及環(huán)境污染的監(jiān)測技術迫在眉睫。
[0003]環(huán)境中的痕量污染及果蔬中噻苯咪唑殘留的檢測，以液相色譜、液-質聯(lián)儀以及離子交換色譜等大型儀器應用最為廣泛，這些方法具有檢測結果準確、靈敏度高等優(yōu)勢，但是樣品前處理繁瑣、試劑消耗量大、檢測時間長、設備昂貴、需專業(yè)技術人員進行操作、不適合進行快速檢測和大量樣品的篩查。
[0004]近些年，隨著納米技術的發(fā)展，以半導體量子點和擁有高熒光量子產率熒光摻雜型納米粒子作為光學單元的化學/生物傳感器在農藥殘留檢測中顯示了巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＥc傳統(tǒng)檢測方法相比，具有靈敏度高、分析速度快、成本低、能在線檢測等優(yōu)點，因此在環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢測等方面得到高度重視和廣泛應用。
[0005]本發(fā)明基于熒光共振能量轉移(FRET)機理，利用分子印跡技術，構建Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球，并以`此作為比率熒光探針，當模板分子TBZ進入量子點分子印跡聚合物復合微球的空穴時，Mn =ZnS量子點由于和TBZ發(fā)生熒光共振能量轉移而導致橙色熒光淬滅，從而發(fā)展一種快速、簡便、靈敏、高選擇性檢測噻苯咪唑方法。
【
【發(fā)明內容】
】
[0006]本發(fā)明的目的利用分子印跡技術，基于熒光共振能量轉移機理，提供一種構建Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的方法。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于利用Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球作為熒光探針，發(fā)展一種快速、簡便、靈敏、高選擇性檢測噻苯咪唑方法。
[0008]本發(fā)明的技術方案:
[0009]—種Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法,所述分子印跡聚合物復合微球是Mn:ZnS量子點、苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及模板分子噻苯咪唑在超聲作用下共聚形成復合微球，當模板分子TBZ脫除后就成為對其具有特異識別作用的傳感探針，合成步驟如下:[0010]I)采用溶劑熱法合成Mn =ZnS量子點
[0011]將lmmol Zn (NO3) 2 和 0.03-0.lmmol MnCl2.4Η20，加入到 25mL 油胺中，在 120°C下攪拌lOnin。然后加入0.5-2mmol的CH3CSNH2，溶解完全后轉入反應釜中160°C反應12h即可獲得油胺包覆的Mn:ZnS量子點。
[0012]2)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的制備
[0013]將15mg Mn:ZnS量子點，5-30mg苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及2-8mg噻苯咪唑(TBZ)溶于ImL的氯仿中，在強的超聲作用下，將混合溶液逐滴的加入到10-30mL高純水中，攪拌Ih以上直至混合均勻，在60-80°C的水浴中將氯仿?lián)]出，形成的聚合物微球分散在水溶液中。為了將印跡在聚合物微球中的模板分子TBZ脫除，用甲醇超聲洗滌，重復多次，最終將Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球分散于IOmL高純水中備用。
[0014]3)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物對不同濃度TBZ的檢測
[0015]將Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球用5-50mmol/L pH= IO的NaCO3-NaHCO3緩沖液稀釋20倍，在800 μ L稀釋后的Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物溶液中加入不同含量的TBZ溶液，并定容到lmL，在室溫下振蕩0.5-3h，對其進行熒光測定。
[0016]所述Zn (NO3) 2、MnCl2.4H20 和 CH3CSNH2 的用量比為 I:0.03-0.1:0.5-2。
[0017]所述Mn =ZnS量子點、苯乙烯-聚丙烯酸共聚物和噻苯咪唑的用量比為15:5_30:2-8。
[0018]所述氯仿與高 純水的體積比為1:10_30。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點及效果:將Mn:ZnS量子點作為熒光探針的熒光傳感單元，將表面分子印跡技術與Mn:ZnS量子點相結合，構建高選擇性、高靈敏度的熒光傳感探針。其中Mn:ZnS量子點作為FRET供體，噻苯咪唑(TBZ)作為FRET受體，利用熒光共振能量轉移技術和分子印跡技術提高體系的靈敏度和選擇特異性。本項發(fā)明將大大拓展量子點作為光學單元的化學/生物傳感器在農藥殘留檢測中應用。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0020]圖1Mn =ZnS量子點的吸收光譜和發(fā)射光譜圖。
[0021]圖2Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的電鏡圖。
[0022]圖3Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的熒光強度對不同TBZ濃度的響應變化。
【【具體實施方式】】
[0023]以下通過幾個具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。
[0024]實施例1
[0025]—種Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法,所述分子印跡聚合物復合微球是Mn:ZnS量子點、苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及模板分子噻苯咪唑在超聲作用下共聚形成復合微球，當模板分子TBZ脫除后就成為對其具有特異識別作用的傳感探針，合成步驟如下:
[0026]I)采用溶劑熱法合成Mn =ZnS量子點
[0027]首先將lmmol Zn(N03)dP0.1mmol MnCl2.4H20，加入到 25mL 油胺中，在 120°C下攪拌lOmin。然后加入1.5mmol的CH3CSNH2，溶解完全后轉入反應釜中160°C反應12h即可獲得油胺包覆的Mn =ZnS量子點。
[0028]2)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的制備
[0029]將15mg量子點，15mg苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及4mg噻苯咪唑溶于ImL的氯仿中，在超聲作用下，將混合溶液逐滴的加入到15mL水中，攪拌Ih以上直至混合均勻，在60°C的水浴中將氯仿?lián)]出，形成的聚合物微球分散在水溶液中。為了將印跡在聚合物微球中的模板分子TBZ脫除，用甲醇超聲洗滌，重復多次，最終將Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球分散于IOmL高純水中備用。
[0030]3)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球對不同濃度TBZ的檢測
[0031]將Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球用10mmol/L pH= IO的NaCO3-NaHCO3緩沖液稀釋20倍，在800 μ L稀釋后的Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球溶液中加入不同含量的TBZ溶液，并定容到lmL，在室溫下振蕩3h，對其進行熒光測定。
[0032]圖1為Mn:ZnS量子點的吸收光譜和發(fā)射光譜圖，圖中表明:Mn:ZnS量子點在大約225nm具有明顯的吸收峰，在大約600nm具有窄而對稱的熒光發(fā)射光譜，可此證明溶劑熱合成的Mn =ZnS量子點尺寸分布窄，且發(fā)光效率高。
[0033]圖2為Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的電鏡圖，圖中表明:Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球具有非常規(guī)則的形貌，其粒徑為200nm左右。
[0034]圖3為Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的熒光強度對不同TBZ濃度的響應變化，表明隨著TBZ含量的增加，Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的熒光有規(guī)律地淬滅，由此可實現(xiàn)對TBZ的定量檢測。
[0035]實施例2`[0036]—種Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法，其合成步驟如下:
[0037]I)采用溶劑熱法合成Mn =ZnS量子點
[0038]首先將Immol Zn (NO3) 2 和 0.04mmol MnCl2.4Η20，加入到 25mL 油胺中，在 120°C下攪拌lOmin。然后加入0.9mmol的CH3CSNH2，溶解完全后轉入反應釜中160°C反應12h即可獲得油胺包覆的Mn =ZnS量子點。
[0039]2)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的制備
[0040]將15mg量子點，20mg苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及2mg噻苯咪唑溶于2mL的氯仿中，在強的超聲作用下，將混合溶液逐滴的加入到30mL水中，攪拌Ih以上直至混合均勻，在60°C的水浴中將氯仿?lián)]出，形成的聚合物微球分散在水溶液中。為了將印跡在聚合物微球中的模板分子TBZ脫除，用甲醇超聲洗滌，重復多次，最終將Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球分散于IOmL高純水中備用。
[0041]3)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球對不同濃度TBZ的檢測
[0042]將Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球用20mmol/L pH= IO的NaCO3-NaHCO3緩沖液稀釋20倍，在800 μ L稀釋后的Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球溶液中加入不同含量的TBZ溶液，并定容到lmL，在室溫下振蕩2h，對其進行熒光測定。
[0043]檢測的Mn =ZnS量子點吸收發(fā)射光譜圖、復合微球電鏡圖、傳感探針對不同量TBZ響應的光譜圖與實施例1類同。
[0044]實施例3[0045]1)采用溶劑熱法合成Mn =ZnS量子點
[0046]首先將lmmol Zn (NO3) 2 和 0.05mmol MnCl2.4Η20，加入到 25mL 油胺中，在 120°C下攪拌lOmin。然后加入1mmol的CH3CSNH2，溶解完全后轉入反應釜中160°C反應12h即可獲得油胺包覆的Mn =ZnS量子點。
[0047]2)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的制備
[0048]將15mg量子點，25mg苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及5mg噻苯咪唑溶于5mL的氯仿中，在強的超聲作用下，將混合溶液逐滴的加入到1OmL水中，攪拌1h以上直至混合均勻，在60°C的水浴中將氯仿?lián)]出，形成的聚合物微球分散在水溶液中。為了將印跡在聚合物微球中的模板分子TBZ脫除，用甲醇超聲洗滌，重復多次，最終將Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球分散于1OmL高純水中備用。
[0049]3)Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球對不同濃度TBZ的檢測
[0050]將Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球用20mmol/L pH= 1O的NaCO3-NaHCO3緩沖液稀釋20倍，在800 μ L稀釋后的Mn =ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球溶液中加入不同含量的20μ g/mL TBZ溶液，并定容到lmL，在室溫下振蕩lh，對其進行熒光測定。
[0051]檢測的Mn =ZnS量子點吸收發(fā)射光譜圖、復合微球電鏡圖、傳感探針對不同量TBZ響應的光譜圖與實施例1類同。
【權利要求】
1.一種Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法，其特征在于:所述分子印跡聚合物復合微球是Mn:ZnS量子點、苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及模板分子噻苯咪唑在超聲作用下共聚形成復合微球，當模板分子TBZ脫除后就成為對其具有特異識別作用的傳感探針，步驟如下:
1)將lmmol Zn(NO3)2 和 0.03-0.1mmol MnCl2.4H20，加入至Ij 25mL 油胺中，在 120。。下攪拌lOmin。然后加入0.5-2mmol的CH3CSNH2，溶解完全后轉入反應釜中160°C反應12h即可獲得油胺包覆的Mn:ZnS量子點； 2)將15mgMn:ZnS量子點，5_30mg苯乙烯-聚丙烯酸共聚物以及2_8mg噻苯咪唑(TBZ)溶于ImL的氯仿中； 3)在強烈的超聲作用下，將上述混合溶液逐滴的加入到10-30mL高純水中，攪拌Ih以上直至混合均勻，在60-80°C的水浴中將氯仿?lián)]出，形成的聚合物微球分散在水溶液中。用甲醇超聲洗滌多次脫除模板分子噻苯咪唑，最終將制得的Mn=ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球分散于IOmL的高純水中備用。
2.根據權利要求1所述Mn=ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法，其特征在于:所述 Zn (NO3)2、MnCl2.4H20 和 CH3CSNH2 的用量比為 I:0.03-0.1:0.5-2。
3.根據權利要求1所述Mn:ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法，其特征在于:所述Mn:ZnS量子點、苯乙烯-聚丙烯酸共聚物和噻苯咪唑的用量比為15:5-30:2_8。
4.根據權利要求1所述Mn=ZnS量子點-分子印跡聚合物復合微球的合成方法，其特征在于:所述氯仿與高純水的體積比為1:10-30。
【文檔編號】G01N21/64GK103709433SQ201310703072
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】黃艷鳳, 李穎, 趙慶松, 張紀梅, 陳丹丹 申請人:天津工業(yè)大學