本發(fā)明專利技術公開了一種高選擇性多組分的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器及其檢測重金屬離子的方法。印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器的制備方法包括以下步驟：選擇金屬離子對應的功能單體；制備量子點及按照文獻制備量子點分子印跡混合溶液；利用打印機將不同金屬離子量子點分子印跡混合溶液打印到紙上，紫外照射，制備印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器。一種高選擇性多組分同時檢測水體中重金屬離子污染物的方法，包括如下步驟：將制備好的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器浸入到水體樣品中，然后浸透短波發(fā)射的飽和熒光試劑，對樣品中的重金屬離子進行檢測。本發(fā)明專利技術的特異性強，靈敏度高；檢測時間短；成本低；便于處理。熒光檢測重金屬離子方法，操作快速簡單，反應及結果均由儀器自動完成和記錄。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及現(xiàn)場快速高選擇性重金屬離子檢測
，更具體地說是一種檢測 水體中重金屬離子污染物的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器的制備，本專利技術還涉及采用所 述的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器現(xiàn)場檢測樣品中重金屬離子的方法。
技術介紹
隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，排污量逐漸增加，大量的金屬離子污染物進入水體，成為主要 的環(huán)境污染物之一。重金屬對水體的污染已成為全球性的環(huán)境問題。美國EPA公布的129 種優(yōu)先監(jiān)測的污染物中，重金屬及其化合物就有12種。常說的重金屬污染物主要是指汞 (Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)等生物毒性顯著的元素，也泛指銅(Cu)、鋅(Zn)、 鈷(Co)、鎳(Ni)等一般重金屬，它們以多種物理和化學形態(tài)存在于水體、土壤及大氣等環(huán) 境之中，并在環(huán)境中產(chǎn)生遷移和積累。研究表明，重金屬具有親脂性、高富集性和難降解性， 進入水體后容易在水生生物體內(nèi)積累，通過參與復雜的水體生物地球化學循環(huán)并隨著生物 營養(yǎng)級的升高而增大，增加重金屬的潛在危害，影響著水生生態(tài)環(huán)境，給環(huán)境和人類帶來了 極大的危害，限制可持續(xù)發(fā)展，同時水體中的重金屬還能對生物產(chǎn)生顯著毒性作用。水體重金屬的污染源主要是礦山開采，金屬冶煉，金屬加工及化工生產(chǎn)廢水，施用 農(nóng)藥化肥，生活垃圾和醫(yī)療垃圾等。過量重金屬在食物鏈中的生物富集，對自然環(huán)境、生態(tài) 系統(tǒng)及人體健康造成危害，關系到食品安全、生物安全和生態(tài)安全。重金屬在人體內(nèi)與蛋白 質(zhì)及各種酶發(fā)生強烈的相互作用，使它們失去活性，會給人體造成很嚴重的危害。重金屬 還對植物產(chǎn)生危害，重金屬在土壤-植物系統(tǒng)中遷移直接影響到植物的生理生化和生長發(fā) 育。動物食用了重金屬污染過的植物會隨著食物鏈發(fā)生富集，最終會影響到人類的健康。為 了能夠早期診斷水環(huán)境重金屬污染狀況，控制重金屬對水生生態(tài)的危害，必須對水體重金 屬進行快速、靈敏和準確的監(jiān)測。目前常用的重金屬檢測方法為石墨爐原子吸收光譜法、ICP_AES、X射線熒光光譜 法等，這些檢測方法雖然能精確測量樣品中單種金屬的總量，但檢測相對費力、費時、費用 昂貴，需要進行大量的樣品預處理，且樣品的檢測需在大型分析設備的室內(nèi)進行，不能用 于現(xiàn)場檢測。由于上述缺點的限制，檢測的樣品數(shù)一般會少于最佳檢測數(shù)量，導致在隨后進 行的重金屬污染程度和風險的評估工作存在較大的不確定性。。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術要解決的技術問題是提供了一種樣品處理簡單、檢測速度快、成本低、靈敏 度高、特異性強，選擇性強，檢測水體中重金屬離子污染物的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感 器的制備及檢測方法。為了解決上述技術問題，本專利技術是通過以下措施來實現(xiàn)的一種高選擇性多組分 的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)制備高量子產(chǎn)率的不同粒徑的量子點，并將其分別進行純化處理，配制成單分散溶液；(2)選擇能與重金屬離子合成分子印跡聚合物的功能單體；(3)按一定摩爾比將重金屬離子模板分子與對應的功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和特定粒徑的量子點超聲混合均勻制成量子點分子印跡混合溶液；(4)畫圖軟件繪制花環(huán)形多探針傳感器圖形，將不同模板分子的量子點分子印跡混合溶液加入到對應的打印機墨盒里，在紙芯片上打印，紫外燈下照射30分鐘，制作印刷花環(huán)形多探針分子印跡熒光感受器；(5)檢測時，將印刷花環(huán)形多探針分子印跡熒光感受器紙芯片浸透短波發(fā)射的飽和熒光試劑，制得所述印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器。本專利技術還包括以下步驟本專利技術所述為CdTe量子點溶液、CdSe量子點溶液。本專利技術所述重金屬離子模板分子、功能單體、交聯(lián)劑、量子點和引發(fā)劑的摩爾比為O.1 1:1 : O. 5 9 O. 01 O. 09 O. 15 O. 25。本專利技術所述熒光試劑為粒藍相似物、4，4’ - 二異硫氰酸基_2，2’ - 二苯乙烯磺酸二鈉、7-氨基-4-甲基香豆素、羥基香豆素、甲基綠焦寧二苯乙烯或芘。本專利技術所述催化劑為安息香乙醚(BEE )。本專利技術所述功能單體為甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEM)、α-甲基丙烯酸 (MAA)、4_乙烯基吡啶(4-VP);所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA);所述致孔劑采用氯仿、甲醇。一種現(xiàn)場高選擇性同時檢測重金屬離子的方法，其特征是包括如下步驟將按上述任意一種方法制得的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器浸透短波發(fā)射的飽和熒光試劑，并配合手提式熒光分光光度計，對不同水樣進行高靈敏、快速的檢測。本專利技術的有益效果1. 以紙芯片作為傳感基底，利用了紙的豐富性，成本低，便于處理，便于儲存運輸?shù)忍匦裕档土藗鞲衅髦圃斐杀尽?.利用打印機將重金屬離子量子點分子印跡混合溶液打印到紙芯片上構建傳感器，實現(xiàn)了傳感器的批量制作，簡化了操作，便于實現(xiàn)高通量測定。3.重金屬離子量子點分子印跡聚合物結合了分子印跡的特異性與量子點的寬帶激發(fā)特性，可同時激發(fā)所有量子點分子印跡微球，使得所制備的熒光傳感器具有更高的靈敏性、選擇性和檢測范圍。4.本專利技術的花環(huán)形多探針傳感器可以同時檢測多種重金屬離子，利用量子點的顏色多樣性可將多種離子同時區(qū)分。制備的紙芯片熒光傳感器直接浸入到水樣中進行識別，無需任何其他特殊試劑，使得檢測步驟更加簡單，更易于非專業(yè)人士操作，同時可以實現(xiàn)樣本中重金屬離子的高特異性、高靈敏度、多組分快速快速檢測。5.本專利技術的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器的特異性強，樣品中其它非特異性分子對檢測結果無影響；靈敏度高，可以達到ng級；檢測速度快，完成一個基本檢測過程僅需I分鐘的時間，可在短時間內(nèi)實現(xiàn)大量樣本的高通量篩選，無需任何試劑，成本低，檢測I 個樣品僅需幾分錢。6.印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器檢測重金屬離子，操作快速簡單，反應及結果均由儀器自動完成和記錄，避免了主觀因素的影響，并保證有很好的重復性，便于現(xiàn)場檢測。附圖說明下面結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步詳細描述。附圖1為印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器制備過程及檢測原理示意圖。具體實施方式實施例1 (二價離子類，如鉛，汞)一種同時檢測鉛離子和汞離子的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器制備方法，包括以下步驟(1)選擇能與鉛離子合成分子印跡的功能單體4-乙烯基吡啶(4-VP)，選擇能與汞離子合成分子印跡的功能單體α-甲基丙烯酸(MAA)；(2)兩種不同粒徑CdTe量子點溶液制備在N2保護下，將現(xiàn)制得NaHTe為Te前驅(qū)體， 與CdCl2反應，巰基乙酸作為穩(wěn)定劑的條件下，制得兩種不同粒徑的水溶性CdTe量子點溶液；(3)模板分子鉛離子，功能單體α-甲基丙烯酸(MAA)，交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯 (EGDMA)，量子點和引發(fā)劑安息香乙醚(BEE)按摩爾比為O. 5 I 3 O. 04 O. 23超聲混合均勻，得到鉛離子量子點分子印跡混合溶液；模板分子汞離子，功能單體4-乙烯基吡啶(4-VP)，交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，量子點和引發(fā)劑安息香乙醚(BEE)按摩爾比為O. 3 I 2 0.05 O. 20超聲混合均勻，得到汞離子量子點分子印跡混合溶液；(4)利用打印機將制備的量子點分子印記混合溶液打印到紙芯片上，紫外燈下照射30 分鐘，形成如圖所示的花環(huán)形多探針印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器，每一個圓形對應一種金屬離子傳感器；(5)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器制備方法，其特征是包括以下步驟：（1）制備高量子產(chǎn)率的不同粒徑的量子點，并將其分別進行純化處理，配制成單分散溶液；（2）選擇能與重金屬離子合成分子印跡聚合物的功能單體；（3）按一定摩爾比將重金屬離子模板分子與對應的功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和特定粒徑的量子點超聲混合均勻制成量子點分子印跡混合溶液；（4）畫圖軟件繪制花環(huán)形多探針傳感器圖形，將不同模板分子的量子點分子印跡混合溶液加入到對應的打印機墨盒里，在紙芯片上打印，紫外燈下照射30分鐘，制作印刷花環(huán)形多探針分子印跡熒光感受器；（5）檢測時，將印刷花環(huán)形多探針分子印跡熒光感受器紙芯片浸透短波發(fā)射的飽和熒光試劑，制得所述印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器。
【技術特征摘要】
1.ー種印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器制備方法，其特征是包括以下步驟 (1)制備高量子產(chǎn)率的不同粒徑的量子點，并將其分別進行純化處理，配制成單分散溶液； (2)選擇能與重金屬離子合成分子印跡聚合物的功能単體； (3)按一定摩爾比將重金屬離子模板分子與對應的功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和特定粒徑的量子點超聲混合均勻制成量子點分子印跡混合溶液； (4)畫圖軟件繪制花環(huán)形多探針傳感器圖形，將不同模板分子的量子點分子印跡混合溶液加入到對應的打印機墨盒里，在紙芯片上打印，紫外燈下照射30分鐘，制作印刷花環(huán)形多探針分子印跡熒光感受器； (5)檢測時，將印刷花環(huán)形多探針分子印跡熒光感受器紙芯片浸透短波發(fā)射的飽和熒光試劑，制得所述印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器。2 根據(jù)權利要求1所述的印刷分子印跡紙芯片熒光傳感器制備方法，其特征是所述的紙芯片熒光傳感器為花環(huán)形，探針數(shù)為2 6個，所述的...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：于京華，王壽梅，葛磊，王衍虎，張彥，王盼盼，葛慎光，顏梅，黃加棟，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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