基于量子点的荧光传感微流纸基芯片离子印迹法检测铜离子

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1、第43卷分析化学(FENXIHUAXUE)特约来稿第10期2015年10月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1499～1504DOI:10．11895/j．issn．0253-3820．150437基于量子点的荧光传感微流纸基芯片离子印迹法检测铜离子1，22*1*2王欣然李博伟尤慧艳陈令新1(大连大学环境与化学工程学院，大连116622)2(中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室，山东省海岸带环境工程技术研究中心，中国科学院烟台海岸带研究所，烟台264003)摘要基于离子印迹技

2、术，采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为功能单体，正硅酸乙酯(TEOS)作为2+交联剂，以铜离子(Cu)为模板离子，利用表面印迹法在室温下pH=6．5的水溶液中反应，于玻璃纸的表面合成印迹聚合物。玻璃纤维纸的表面经过活化、接氨基处理，接枝碲化镉量子点，成为具有荧光传感性能的基底，而接枝在其表面的离子印迹聚合物增强了体系的选择性，线性范围为0．032～3．20mg/L，检出限为2+0．012mg/L。将其应用于湖水及海水样品中加标Cu含量的检测，并与ICP-MS检测的结果进行了比较，结果表明，这种基于荧光传感的印

3、迹纸芯片具有良好的分析性能。关键词纸芯片;离子印迹聚合物;铜离子;碲化镉量子点1引言［1，2］铜作为一种重金属元素，是一种生命有机体必需的微量元素，与人类健康密切相关。但当体内铜含量过高时，会对肝脏等器官造成负担，新陈代谢发生紊乱，造成肝腹水、肝硬化等疾病。目前，在机械制造、建筑工业、医疗等领域中，铜材料的过度使用和不恰当处理导致其成为重金属污染物之一，控制2+和监测水体中Cu的含量已成为人们关注的热点问题。2+［3，4］人们已将离子印迹聚合物作为高选择性材料，分离水体样品中的Cu。离子印迹技术是在分［5，6］子印迹技

4、术基础上发展起来的，对模板离子具有高选择性识别能力。金属离子与配合物通过螯合作用结合，在交联剂、引发剂的作用下发生聚合，聚合后将金属离子洗脱，可得内部含有孔穴的印迹聚合［7］物，该孔穴与模板离子的形状和大小相符，可与特定的金属离子结合。微流控芯片(Microfluidicchip)又称为芯片实验室，将多种单元技术灵活组合并规模化集成在微小可控的平台上，实现了仪器设备的便［8，9］［10～12］携化、高效化、智能化。纸芯片作为微流控芯片的分支，是当前研究的热点之一。它利用纸张［13］［13，14］［15］作为基底，代替了

5、常见的玻璃、PDMS等加工材料，通过紫外光刻、喷蜡打印、等离子体处理、［16］丝网印刷等加工技术，可在纸上加工出具有一定结构的亲/疏水微细通道网络及相关分析器件，构建微流控纸分析设备，与其它材料相比，纸芯片具有很多优势:轻薄、易变形，方便运输和储存;生物相容性［17，18］好，可降解;自身多孔结构无需外力驱动运输样品;便于实现大规模生产等。自2007年Martinez［19］［19］等首次提出微流控纸芯片概念后，微流控纸芯片分析技术得到了快速发展。对一些发展中国家、偏远地区的临床医学检验有重大意义，在医学、生物学、化学

6、领域有良好的应用前景。本研究将碲化镉量子点(CdTeQDs)接枝在经处理的玻璃纤维纸表面，制得荧光响应基底。利用表2+面印迹技术在量子点表面合成以Cu为模板的印迹聚合物(Cu-IIP@CdTeQDs)，所得到的纸片能够选2+2+择性吸附溶液中的Cu，由于Cu对碲化镉量子点的荧光有猝灭作用，因此可以通过荧光信号的变化2+对溶液中Cu的含量进行分析。研究结果表明，此印迹纸芯片可以准确、快速检测水体样品中的2+Cu。2实验部分2．1仪器与试剂2015-05-25收稿;2015-06-17接受本文系十二五国家重大仪器设备开发专

7、项(No．2013YQ17052506)，国家自然科学基金(Nos．21205131，21275158)资助项目。*E-mails:dlyhy@dicp．ac．cn;lxchen@yic．ac．cn1500分析化学第43卷S-4800冷场发射扫描电镜(日本Hitachi公司);FluoroMax-4荧光光谱仪(HoribaScientific公司);Milli-Q超纯水系统(美国Millipore公司);PHS-3C数字酸度计。NaBH4、CdCl2、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚

8、胺盐酸(EDC)均购自阿拉丁公司;3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES，Sigma-Aldrich公司);其它试剂均为国产分析纯试剂，玻璃纤维滤纸购于山东德州蓝天环境监测用品厂。实验用水为二次蒸馏水。2．2合成水溶性碲化镉量子点［20］根据Xu等报道的方法合成CdTeQDs。称取68．4mgCdCl2溶于75mL二次蒸馏水水中，加入