基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于Janus印迹纳米片的荧光传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于污染物检测领域，具体涉及一种基于
Janus
印迹纳米片的荧光传感器及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]物理性和化学性污染会致人体遗传物质突变，诱发肿瘤和造成胎儿畸形
。
双酚类
(BPs)
物质是一类具有两个羟基苯基官能团的有机化合物，由于其热稳定性高
、
延展性好
、
价格低廉，被广泛用作塑料生产的单体和食品包装材料的添加剂
。
由于这些双酚的结构与雌二醇相似，它们有能力模仿天然激素，导致内分泌紊乱并对人类健康产生负面影响；水中如含有砷
、
镍
、
铬等无机物和亚硝胺等有机污染物，可诱发肿瘤；甲基汞等污染物可通过母体干扰正常胚胎发育过程，使胚胎发育异常而出现先天性畸形
。
此外，水有机
‑
无机物常常同时出现造成的水体污染
。
双酚
A
和有毒重金属离子经常共存于工业废水中
。
例如，双酚
A(BPA)
和铜
(II)
离子是电镀和塑料厂废水中的主要污染物
。
由于它们具有的高毒性
、
潜在的诱变性和较差的生化净化能力，双酚
A
和重金属离子的过度排放对公众健康和环境构成严重威胁
。
因此，水共存污染物的检测和富集对减少环境污染和改善水质监测具有重要意义
。
[0003]这些有害物质的不同理化性质和复杂的相互作用使得检测共污染污水更具挑战性
。
与此同时，研究人员开发了许多测定金属离子和
BPA
的方法，如电感耦合等离子体质谱法
(ICP
‑
MS)、
原子吸收光谱法
(AAS)、
电化学，以及其他主要基于色谱技术的方法，包括气相色谱
(GC)
和高效液相色谱
(HPLC)。
尽管这些方法灵敏度高，但程序繁琐且设备昂贵
。
因此，迫切需要一种更系统
、
更简便
、
高精度的方法来分析金属离子和
BPA
共污染，以进行环境监测和保护
。
[0004]传感器阵列技术是将两个或以上的传感器组合，每个传感器的交叉反应性通过与预定的信息指纹库进行比较实现多分析物同时检测
。
传感器阵列技术中传感单元的组建需要合成大量材料，这不仅成本高
、
复杂耗时，而且合成的材料往往性能不稳定
。
多功能材料的开发与应用很好的响应了传感器阵列构建对于传感单元的组建需求
。
例如，夏兴华课题组开发了一种新型的基于
MOF
‑
Ln
纳米片的双色荧光生物传感器
。
在该传感器中，他们用
ATP
作为检测分析目标分子，通过监测荧光分子的颜色变化，可以精确监控
ATP
分子在单个细胞中的分布
。
魏辉等人制造了基于杂原子掺杂石墨烯的比色纳米酶传感器阵列，用于检测芳香族农药
。
当不同的农药被吸附在石墨烯上时，纳米酶的活性位点会被不同的掩盖，从而导致其过氧化物酶模拟活性的降低
。
在此基础上，通过传感器阵列成功区分了5种农药
。
利用多功能材料能大大提高传感器阵列构建的效率
。
[0005]多功能型材料在传感器构建上提供了更多的识别选择位点
、
丰富了传感信号，但是此类材料稀少或难以合成，并且此类材料大多只能在同界面中使用
。
非对称中心的
Janus
材料被广泛开发为各向异性的多功能材料，在油水分离
、
生物医学
、
环境监测等领域展现出广阔的应用前景
。Janus
材料的形貌多样，单个球形
(Janus
粒子
)、
双球嵌段型
、
两头异性棒状，具有特殊结构和表面的有序中空多孔材料，甚至可以设计成具有两个不同表面的二维
片状材料等
。
将多功能材料用于组合
、
制备传感器阵列是一种保证传感识别量的同时又极大简化传感器阵列构建，更快速
、
灵敏的识别多种分析物
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种可以同时区分双酚
A
和四种重金属离子的基于
Janus
印迹纳米片的荧光传感器的其制备方法
。
[0007]为了实现以上专利技术目的，本专利技术提供了一种基于
Janus
印迹纳米片的荧光传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0008]S1
：制备羧基修饰的发黄光的
y
‑
CdTe
量子点和发红光的
r
‑
CdTe
量子点；
[0009]S2
：合成苯乙烯
—
马来酸酐共聚物的水解物作为乳化剂；
[0010]S3
：制备内部印迹的
J
‑
MIPs/NH2复合中空球：将双酚
A
作为模板分子，4‑
乙烯基吡啶作为功能单体分散到甲苯中，通氮气缓慢搅拌一段时间，进行充分预聚合；将
MPS、APTES、TEOS
作为三种硅前驱体，二乙烯基苯作为交联剂，偶氮二异丁腈作油溶性引发剂和预聚合后的溶剂进行充分混匀，作为油相；在
10wt
％的
HSMA
的水溶液中加入水，用
2mol/L
的盐酸水溶液调节混合物的
pH
至
2.5
，作为水相；将油相加入到水相，用均质器在
12000rpm
的速度下将油混合物分散到水溶液中，乳化
5min
得到奶白色的乳状液体，再将乳状液体在
25℃
的条件下搅拌
7h
，进行溶胶
‑
凝胶过程，然后加热至
70℃
，引发
Janus
中空球内表面的双键和油相的单体共聚，反应
12h
后，得到内部印迹的
Janus
复合中空球；
[0011]S4
：制备复合的
J
‑
MIPs/NH2纳米片：将步骤
S3
制得的
Janus
复合中空球经研磨破碎得到
J
‑
MIPs/NH2纳米片，然后经过洗脱得到洗脱模板后的<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
Janus
印迹纳米片的荧光传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1
：制备羧基修饰的发黄光的
y
‑
CdTe
量子点和发红光的
r
‑
CdTe
量子点；
S2
：合成苯乙烯
—
马来酸酐共聚物的水解物作为乳化剂；
S3
：制备内部印迹的
J
‑
MIPs/NH2复合中空球：将双酚
A
作为模板分子，4‑
乙烯基吡啶作为功能单体分散到甲苯中，通氮气缓慢搅拌一段时间，进行充分预聚合；将
MPS、APTES、TEOS
作为三种硅前驱体，二乙烯基苯作为交联剂，偶氮二异丁腈作油溶性引发剂和预聚合后的溶剂进行充分混匀，作为油相；在
10wt
％的
HSMA
的水溶液中加入水，用
2mol/L
的盐酸水溶液调节混合物的
pH
至
2.5
，作为水相；将油相加入到水相，用均质器在
12000rpm
的速度下将油混合物分散到水溶液中，乳化
5min
得到奶白色的乳状液体，再将乳状液体在
25℃
的条件下搅拌
7h
，进行溶胶
‑
凝胶过程，然后加热至
70℃
，引发
Janus
中空球内表面的双键和油相的单体共聚，反应
12h
后，得到内部印迹的
Janus
复合中空球；
S4
：制备复合的
J
‑
MIPs/NH2纳米片：将步骤
S3
制得的
Janus
复合中空球经研磨破碎得到
J
‑
MIPs/NH2纳米片，然后经过洗脱得到洗脱模板后的
J
‑
MIPs/NH2纳米片；
S5
：制备复合
J
‑
MIPs/SH@QDs
纳米片：将步骤
S4
制得的
J
‑
MIPs/NH2纳米片粉末用乙醇作为分散溶剂进行超声分散，并加入
EDC、NHS
和
MPA
，得到
J
‑
MIPs/SH
纳米片，室温下搅拌
6h
再离心洗涤后干燥待用；将步骤
S1
制得的
y
‑
CdTe QDs
，
r
‑
CdTe QDs
进行羧基的活化，然后将
J
‑
MIPs/SH
纳米片加入
0.05M
的
Tris
‑
HCl
溶液，超声分散均匀后在磁力搅拌下，将活化后的
y
‑
CdTe QDs
和
r
‑
CdTe QDs
依次逐滴滴入，滴加完后于
20℃
下搅拌反应
4h
，最后将所得溶液离心，并用去离子水洗涤3次，
40℃
下真空干燥获得
J
‑
MIPs/SH@QDs
纳米片
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤
S3
中，油相中，双酚
A、4
‑
乙烯基吡啶
、

【专利技术属性】
技术研发人员：梁音，林静怡，马东东，赵常红，马大斌，
申请(专利权)人：中国轻工业广州工程有限公司，
类型：发明
国别省市：