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基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物及其制备方法及应用

2021-04-01 12:45:45

基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物及其制备方法及应用

  技术领域

  本发明属于有机化学领域,具体涉及一种基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物及其制备方法及应用。

  背景技术

  唾液酸(Sialic acid,SA),又称作N-乙酰基神经氨酸,是天然存在的9-碳单糖衍生物。唾液酸通常以低聚糖、糖蛋白或糖脂的形式存在,其主要的食物来源是母乳、奶粉和牛奶。有研究表明唾液酸可能参与细胞分化、增殖和癌变,也可能是细菌和病毒感染中重要的致病因素,与人类健康和疾病密切关联。目前检测唾液酸的方法有光谱分析法、液相色谱法、气相色谱法、电流法和电泳法等。以上方法需要精密的仪器,昂贵的试剂及专业的操作技术。所以有必要建立一种简单,快速且成本低的检测方法。

  分子印迹技术是指将某一种模板分子与具有恰当官能团的单体以不同方式聚合制备出在空间结构和结合位点上与某一分子完全匹配、能特异性识别模板分子的聚合物的技术,制得的高分子化合物称为分子印迹聚合物(molecular imprinted polymer,MIP)。分子印迹聚合物中的印迹位点具有“记忆”功能,能够选择性地吸附模板分子,实现了模板分子的分离,纯化过程。制备出的分子印迹聚合物具有耐酸碱、高温、高压、寿命长、易保存、造价低廉等特点,在固相萃取、催化及有机合成等方面得到了广泛的应用,是解决环境、生物等复杂体系内特定目标分子高选择性识别的可靠手段。

  发明内容

  本发明的一个目的是针对传统测定方法的测定时间长、预处理复杂、测定准确度不高的缺陷,旨在制备一种能够准确、高效识别唾液酸的分子印迹材料,并应用于唾液酸的分析检测与分离纯化。

  本发明的另一个目的是提供上述分子印迹材料的制备方法。

  本发明的又一个目的是提供一种检测唾液酸的方法。

  为了实现以上发明目的,本发明提供了一种基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物,其包括硼酸功能化硅氧烷单体和3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点,所述硼酸功能化硅氧烷单体上具有由唾液酸形成的空穴。

  本发明还提供了所述基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物的制备方法,包括以下步骤:

  步骤1:合成硼酸功能化硅氧烷单体;

  步骤2:合成3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点;

  步骤3:合成基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物。

  根据本发明的基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物以Mn掺杂ZnS量子点为信号元件,唾液酸为模板分子,基于巯基-烯基点击反应合成出对唾液酸具有识别能力的硼酸功能化硅氧烷单体作为功能单体,采用一步水热法合成出具有高度有序介孔结构的分子印迹聚合物。

  优选地,所述步骤1具体如下:向0.1540g 4-巯基苯硼酸中加入248.35μL硅烷偶联剂3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,再加入5mL甲醇使其溶解,滴加三乙胺,使溶液的pH为8,通氮气,水浴加热,反应温度为60℃,搅拌反应2h,反应结束后,将溶液进行氮吹浓缩至有固体析出,得到所述硼酸功能化硅氧烷单体。

  优选地,所述步骤2具体如下:将50mL 0.04mol/L 3-巯基丙酸、1mL 0.01mol/L氯化锰溶液和2.5mL 0.1mol/L的硫化锌溶液充分混合,滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH值至10,在室温下搅拌均匀,通氮气饱和30min,确保稳定剂3-巯基丙酸和Zn2+、Mn2+充分络合,随后在隔绝空气的条件下注入2.5mL 0.1mol/L的硫化钠溶液,室温下继续反应20min,得到3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点溶液,随后暴露在空气中,50℃下陈化4h,使用等体积的无水乙醇使量子点沉降,离心,倾去上层清液,得到所述3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点。

  优选地,所述步骤3具体如下:将0.0310g的模板分子唾液酸溶于5mL甲醇溶液中,再加入2mL含0.2mmol所述硼酸功能化硅氧烷单体的水溶液,在室温下磁力搅拌2h,形成模板分子和功能单体混合溶液,向0.2g表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵中加入100mL去离子水使之溶解,再滴加2mol/L氢氧化钠溶液,使溶液的pH为10,磁力搅拌,加热至80℃,逐滴加入1mL交联剂硅酸四乙脂、所述模板分子和功能单体混合溶液、2mL 3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点溶液,在80℃条件下继续反应72h,反应结束后,将溶液冷却至室温,离心,去掉上清液,加入乙醇,超声波清洗,除去未反应完的杂质,离心,弃上清,在40℃下真空干燥,然后以85%v/v乙腈/水溶液作为洗脱剂,超声波清洗,离心,弃去上清,除去复合物中的唾液酸和表面活性剂CTAB,在40℃下真空干燥24h,得到固体产物,即所述基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物。

  本发明还提供了所述基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物用于检测唾液酸的用途。

  本发明还提供了一种用于检测唾液酸的方法,其包括以下步骤:将所述硼亲和分子印迹介孔聚合物的水溶液与唾液酸混合,比较混合前后荧光强度的变化。

  本发明结合分子印迹技术的高选择性和特异性、介孔材料的高比表面积、量子点优越的光学性能等优势,选择Mn掺杂ZnS量子点为信号元件,以顺式二羟基化合物唾液酸作为模板分子,以基于巯基-烯基点击反应合成出对唾液酸具有识别能力的硼酸功能化硅氧烷单体(KH-4-MAPB)作为功能单体,采用一步水热法合成出具有高度有序介孔结构的分子印迹聚合物,并对制备出的荧光分子印迹聚合物的结构和荧光性能进行研究。

  具体来说,以MPA为稳定剂,在水相中以共沉淀法合成了发光效果良好、性质稳定的Mn掺杂ZnS量子点,具有较强的橘黄色荧光发射。基于巯基-烯基点击反应将硅烷偶联剂KH-570与4-巯基苯硼酸结合,反应生成硼酸功能化硅氧烷单体,并作为功能单体,采用一步水热法,与模板分子唾液酸、Mn掺杂ZnS量子点、结构导向剂CTAB、交联剂TEOS一并反应,以甲醇作为溶剂,合成出基于Mn掺杂ZnS量子点的硼酸亲和型分子印迹介孔聚合物,并作为荧光传感器对其结构和荧光性能进行表征。

  采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、小角度X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、氮气吸附-脱附实验对分子印迹聚合物的结构和形貌进行表征,上述实验结果表明,制备的分子印迹聚合物具有高度有序的介孔结构,大量的印迹空穴,保证了分子印迹聚合物的特异选择性。

  通过荧光光谱,平衡吸附动力学实验和对不同pH条件下印迹性能的探究,对分子印迹聚合物的荧光性能进行表征与分析,实验结果表明,当模板分子唾液酸被分子印迹聚合物捕获时,成功地造成了荧光猝灭。在唾液酸浓度为1.25~100×10-2μg/L时,分子印迹聚合物的荧光猝灭程度对唾液酸呈现良好的线性关系。该分子印迹聚合物对唾液酸有着较高的识别能力。

  综上所述,本发明提供的分子印迹聚合物对唾液酸具有特异性识别能力,并且吸附性能良好,在对唾液酸的检测与分离纯化领域都有不错的应用前景。

  附图说明

  图1是硼酸功能化硅氧烷单体的合成过程示意图。

  图2是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的制备过程示意图。

  图3是硼酸功能化硅氧烷单体的傅里叶红外吸收谱图。

  图4是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)在洗脱前和洗脱后的傅里叶红外吸收谱图。

  图5是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)和非印迹介孔二氧化硅微球(NIP)的傅里叶红外吸收谱图。

  图6是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的小角度XRD衍射图。

  图7是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的TEM图。

  图8是MCM-41和唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的热重分析曲线。

  图9是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的氮气吸附-脱附曲线。

  图10是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的孔径分布。

  图11是不同浓度唾液酸下唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的荧光发射光谱。

  图12是不同浓度唾液酸下非印迹介孔二氧化硅微球(NIP)的荧光发射光谱。

  图13是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)体系下荧光猝灭值(F0/F-1)对唾液酸浓度线性关系曲线。

  图14是非印迹介孔二氧化硅微球(NIP)体系下荧光猝灭值(F0/F-1)对唾液酸浓度线性关系曲线。

  图15是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)和非印迹介孔二氧化硅微球(NIP)对唾液酸的动态吸附曲线图。

  图16是溶液pH对唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)和非印迹介孔二氧化硅微球(NIP)测定唾液酸的影响。

  具体实施方式

  以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明,而非用于限制本发明的范围。

  实施例1:硼酸功能化硅氧烷单体(KH-4-MAPB)的合成

  称量0.1540g 4-巯基苯硼酸(4-MAPB)置于10mL圆底烧瓶中,加入248.35μL硅烷偶联剂3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570),再加入5mL甲醇使其溶解。滴加三乙胺,使溶液的pH约为8。通氮气,水浴加热,反应温度为60℃,搅拌反应2h。反应结束后,将溶液氮吹浓缩至有少量固体析出,得到硼酸功能化硅氧烷单体(KH-4-MAPB),保存在冰箱4℃条件下备用。

  如图1所示,是硼酸功能化硅氧烷单体的合成过程示意图。

  实施例2:3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点的合成

  往250mL三口烧瓶中依次加入50mL 0.04mol/L 3-巯基丙酸(MPA),1mL 0.01mol/L氯化锰溶液和2.5mL 0.1mol/L的硫化锌溶液,三种溶液充分混合。滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH值至10,在室温下磁力搅拌均匀,通氮气饱和30min,确保稳定剂3-巯基丙酸和Zn2+、Mn2+充分络合。随后在隔绝空气的条件下用注射器注入2.5mL 0.1mol/L的硫化钠溶液。室温下继续反应20min,得到3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点溶液。随后暴露在空气中,50℃下陈化4h。使用等体积的无水乙醇使量子点沉降,高速离心,倾去上层清液,重复几次。在4℃条件下避光保存,备用。

  实施例3:具有介孔结构的分子印迹介孔微球(MIP)的合成

  往10mL离心管中加入0.0310g(0.1mmol)模板分子唾液酸(SA),溶于5mL甲醇中,再加入2mL(0.2mmol)功能单体KH-4-MAPB溶液,在室温下磁力搅拌2h,形成模板分子和功能单体混合溶液。称取0.2g表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)置于250mL圆底烧瓶中,加入100mL去离子水使之溶解,再滴加2mol/L氢氧化钠溶液,使溶液的pH为10。磁力搅拌,加热至80℃。依次用恒压滴液漏斗逐滴加入1mL交联剂硅酸四乙脂(TEOS),模板分子和功能单体混合溶液,2mL 3-巯基丙酸修饰的Mn掺杂ZnS量子点溶液。将混合溶液在80℃条件下继续反应72h。反应结束后,将溶液冷却至室温,离心,去掉上清液。加入乙醇,超声波清洗,除去未反应完的杂质,离心,弃去上清,重复几次。在40℃下真空干燥。

  以85%乙腈/水(v/v)溶液作为洗脱剂,超声波清洗,离心,弃去上清,除去复合物中的唾液酸和表面活性剂CTAB,反复多次。在40℃下真空干燥24h,得到固体样品,即为唾液酸印迹的介孔二氧化硅微球(MIP)。

  图2示出了具有介孔结构的分子印迹微球(MIP)的制备过程示意图。

  非印迹的介孔二氧化硅微球(NIP)合成方法与上述方法相同,但未添加模板分子唾液酸。

  实验例1:功能单体与分子印迹微球的结构表征

  1、硼酸功能化硅氧烷单体的傅里叶红外光谱(FT-IR)表征

  为确定功能单体是否合成成功,使用傅里叶变换红外光谱仪对功能单体KH-4-MAPB在4000—500cm-1进行扫描,即可得到红外光谱图。通过对O—H、C—H、C—O、C—O、Si—O等特征吸收峰分析,确认其相应官能团存在,进而判断功能单体的组成是否符合要求。

  如图3所示,是硼酸功能化硅氧烷单体KH-4-MAPB的傅里叶红外吸收谱图。从图3中可以看出,3448cm-1位置的峰代表O—H伸缩振动,3090cm-1至3010cm-1位置的峰表示不饱和C—H伸缩振动,2982cm-1至2887cm-1区域的峰代表饱和C—H伸缩振动,1718cm-1位置的峰是由C—O伸缩振动引起的,1590cm-1位置的峰是苯环C—C伸缩振动引起的,1322cm-1位置的峰是由—C—O—C—上的C—O伸缩振动引起的,1117cm-1位置的峰为Si—O—Si的反对称伸缩振动,818cm-1位置的峰表示是苯环上对二取代的特征吸收峰。同时,S—H在2590cm-1至2550cm-1区域的特征吸收峰消失了。这表明已成功合成出硼酸功能化硅氧烷单体KH-4-MAPB。

  2、分子印迹微球的傅里叶红外光谱(FT-IR)表征

  为确认实施例3中唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)、非印迹的介孔二氧化硅微球(NIP)是否制备成功,分别称取烘干的100mg溴化钾和1mg洗脱前的MIP、洗脱后的MIP、NIP,将粉末充分研磨,混合均匀后压片,利用傅里叶红外变换仪在4000—500cm-1扫描,即可得到红外光谱图。通过分析C—O、Si—O—Si、Si—O等特征吸收峰进行表征。

  图4是基于Mn掺杂ZnS量子点的硼亲和分子印迹介孔聚合物在洗脱前(Before)和洗脱后(After)的傅里叶红外吸收谱图。从图中可以看出,洗脱前后MIP的红外光谱图区别主要区别在于3000cm-1至2800cm-1区域,未经洗脱的MIP在该区域内出现两个尖锐峰,是甲基和亚甲基的特征吸收峰。在合成分子印迹聚合物的反应中,使用了表面活性剂CTAB作为结构导向剂,因而判断3000cm-1至2800cm-1区域内的峰为CTAB的特征峰。经过洗脱后的MIP在该区域内出现的峰不尖锐,说明表面活性剂CTAB被洗脱干净。

  图5是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)和非印迹介孔二氧化硅微球(NIP)的傅里叶红外吸收谱图。从图中可以看到1038cm-1位置上出现较强的振动吸收峰,是Si—O—Si的反对称振动伸缩所致,与KH-4-MAPB的红外吸收谱图对比,导致Si—O—Si位移的原因可能是分子印迹聚合物包裹在量子点表面。在965cm-1和790cm-1位置上分别为Si—O—H伸缩振动吸收峰和Si—O弯曲振动峰,这三个特征吸收峰的出现表明以硅基材料为主要成分的分子印迹介孔二氧化硅微球成功包覆在量子点表面,完成硅烷化过程。2938cm-1至2926cm-1区域的峰是C—H伸缩振动引起的,表明TEOS成功接枝在量子点表面,证明分子印迹聚合物成功包覆在MPA修饰的量子点表面。

  3、小角度X射线衍射(XRD)表征

  介孔材料的孔道往往呈周期性排列。因此可以借助X射线衍射得出关于介孔结构周期性信息。介孔结构主要的三个衍射峰均出现在低角度范围(0°~10°)。例如MCM-4l的X射线衍射峰对应六方相的(100)晶面,另外两个衍射峰分别对应(110)、(200)晶面。取适量的MIP样品,研磨成粉末,并放在专用的玻璃板上,压平后放入仪器中扫描测定。

  使用X射线衍射仪在低角度范围(0°~10°)扫描,获得MIP小角度XRD图。如图6所示,是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球的小角度XRD衍射图。从图中可以看到三个明显的特征峰,分别代表(100)、(110)和(200)三个晶面,其对应的晶格间距为4.41,3.83,2.25nm。在MCM-41有序介孔材料中,六方晶胞晶格间距常为4.5nm,因此可以说明MIP保持了典型MCM-41的介孔结构。

  4、透射电镜(TEM)表征

  电镜是表征纳米介孔材料的重要手段,通过电镜图可以观察到介孔材料孔道结构的形貌图。取少量MIP溶解在水中,利用超声将其分散均匀,然后用微量移液枪从中吸取少量溶液滴在透射电镜专用的铜网表面,放在40℃的烘箱中干燥24h,然后将铜网放入仪器中观察。

  图7是唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的透射电镜TEM图。从图中可以看出,合成的MIP的孔道结构排列较为紧密、规则,基本符合MCM-41介孔材料的结构,与前面XRD的结果相一致。由于在洗脱过程中用超声波清洗,破坏了部分聚合物的形状规则度。

  5、热重分析(TGA)表征

  对MIP、MCM-41进行热重分析,测量介孔材料的质量随温度升高的变化,探讨制备的荧光印迹介孔微球的结构及相关性质,证明功能单体是否结合在介孔微球上。用天平分别称量2-3mg的纯MCM-41和MIP样品,并小心加入到专用的坩埚里,设置仪器参数后进行测定。

  如图8所示,是MCM-41和唾液酸印迹介孔二氧化硅微球(MIP)的热重分析曲线。从图中可以明显看出MIP的减重率远大于MCM-41,主要是因MIP中分子印迹聚合物受热后分解。这一结果表明分子印迹聚合物的成功合成。

  6、氮气吸附-脱附表征

  介孔材料的吸附性能可以通过氮气吸附实验来表征,测定介孔材料的比表面积,孔容和孔径分布。将适量的MIP固体样品放入真空干燥箱干燥一定时间后,快速称取0.1g并借助纸槽小心的倒入干燥的专业管中,然后放入氮气吸附仪中测试。

  根据Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法得出MIP的表面积和孔容分别为1850m2/g和1.46cm3/g,证明了MIP具有较大的内部空间,有利于印迹位点的分布。图9表示的曲线为IV型曲线,表明MIP的氮气吸附-脱附等温线属于介孔材料典型的氮气吸附-脱附等温线。从图10可以看出,MIP的孔径主要集中在2.9-3.4nm之间,孔径峰型分布较集中,尖锐,反映了MIP的孔径分布均一、集中。通过Barrett-Joyner-Halenda(BJH)方法得到MIP的平均孔径是3.1nm,这一数据与小角度XRD表征吻合。

  实验例2:分子印迹微球的荧光性能研究

  1、标准曲线的绘制

  准确称量100mg唾液酸,溶于10mL去离子水中,制得10μg/L唾液酸标准溶液,在4℃的条件下避光保存。分别取一定量的MIP和NIP纳米颗粒,用去离子水配置成5μg/L溶液,超声波分散5min。取一定量的唾液酸标准溶液和200μL MIP或NIP溶液于4mL离心管中,用pH为7的磷酸盐缓冲液将体积补至4mL,配成终浓度分别为0、1.25、2.50、5.00、12.50、25.00、37.50、50.00、75.00、100.00×10-2μg/L的标准溶液。超声波分散10min。将荧光分光光度计F-4600的参数设定为:激发波长为287nm,扫描范围为500-700nm,光栅狭缝均为10.0nm,激发电压为400V。每个样品平行测定3次,取平均值。

  结果如图11、图12所示。当溶液加入唾液酸后,MIP和NIP的发射光谱出现明显变化,MIP和NIP的荧光强度均随着加入的唾液酸浓度升高而减弱,与NIP相比,MIP的荧光强度猝灭幅度更大。在MIP印迹过程中,功能单体KH-4-MAPB与唾液酸之间发生自由基取代反应,属于共价键,将模板分子唾液酸洗脱后,在分子印迹微球中形成了大量与唾液酸分子在空间结构、大小、形状、共价结合互补的结合空穴。印迹空穴的存在使唾液酸特异性结合在MIP中,同时MIP中存在Mn掺杂ZnS量子点,该量子点和唾液酸之间发生电荷转移,导致Mn掺杂ZnS量子点发生较为明显的荧光淬灭。NIP与唾液酸之间的结合主要靠物理吸附,即非特异性吸附作用,在短时间内NIP对唾液酸的吸附达到较饱和状态,被成功吸附的唾液酸分子数量有限,使Mn掺杂ZnS量子点的荧光淬灭程度较低。

  在此检测体系中,标准曲线方程可用根据Stem-Volmer方程表示:

  F0/F-1=KSV[CSA]

  其中,F0为未加入唾液酸,即空白条件下,溶液的荧光强度,F为加入一定量唾液酸,即猝灭物存在的情况下,溶液的荧光强度。KSV为猝灭常数。CSA为唾液酸浓度,即猝灭物浓度,单位为×10-2μg/L。根据以上方程得到标准曲线,且MIP和NIP所得标准曲线的斜率之比KSV(MIP)/KSV(NIP)为印迹因子IF,用来衡量印迹聚合物的印迹效果。

  如图13所示,浓度在1.25-100×10-2μg/L时,MIP的荧光猝灭程度(F0/F-1)对唾液酸呈现良好的线性关系,相关系数为0.9946,Stem-Volmer方程为F0/F-1=0.0215[CSA]+0.0241,[CSA]是唾液酸的浓度(×10-2μg/L),KSV(MIP)为0.0215。如图14所示,在相同浓度范围内,NIP的荧光猝灭程度(F0/F-1)对唾液酸也呈现良好的线性关系,相关系数为0.9964,Stem-Volmer方程为F0/F-1=0.0088[CSA]+0.0432,[CSA]是唾液酸的浓度(×10-2μg/L),KSV(NIP)为0.0088。印迹因子IF,即KSV(MIP)/KSV(NIP),为2.44。表明MIP对唾液酸具有较好的专一性识别能力。

  2、平衡吸附动力学实验

  往4mL离心管中加入50μL 10μg/L唾液酸标准溶液,100μL 5μg/L MIP溶液,用pH为7的磷酸盐缓冲液将体积补至4mL。在室温下使用恒温培养振荡器,即摇床,振荡速度为150转/min,振荡不同的时间,分别为0、5、10、15、20、30、40、50、60min。将荧光分光光度计F-4600的参数设定为:激发波长为287nm,扫描范围为500-700nm,光栅狭缝均为10.0nm,激发电压为400V。每个样品平行测定3次,取平均值。NIP也采用相同的方法测定不同时间的荧光强度,探索MIP和NIP的吸附动力学。

  图15是MIP和NIP对唾液酸的吸附动力学曲线图。由图可知,MIP在加入唾液酸后,其荧光强度在0-20min内迅速降低,在余下的40min内,荧光强度逐渐减弱,随后在30min左右稳定下来,变化不明显,表明MIP的吸附平衡时间出现在30min。为了探究非特异性吸附对制备MIP的影响,对NIP在相同的实验条件下进行平衡吸附动力学实验。从图中可以看到,NIP的荧光强度在0-10min内迅速下降,往后降低幅度变缓,在30min左右保持稳定,变化不明显,说明唾液酸与NIP之间不存在特异性识别位点。NIP与唾液酸的结合方式为物理吸附,属于非特异性吸附,导致荧光强度快速降低,当非特异性吸附达到平衡时,NIP的荧光强度趋于稳定。而MIP中存在大量特异性吸附的印迹空穴,延长了与唾液酸的作用时间,当完全吸附后,荧光强度不再变化。实验结果表明,MIP的响应时间为15min。

  3、溶液pH对MIP测定唾液酸的影响

  用柠檬酸和柠檬酸钠配制pH=3、pH=4、pH=5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液(50mmol/L),用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠配制pH=6、pH=7、pH=8的磷酸盐缓冲溶液(50mmol/L)。分别取100μL 10μg/L唾液酸标准溶液,100μL 5μg/L MIP或NIP溶液于4mL离心管中,用不同pH的缓冲溶液将体积补至4mL。在室温下使用恒温培养振荡器,即摇床,振荡速度为150转/min,振荡30min。以不加唾液酸作为对照溶液,将荧光分光光度计F-4600的参数设定为:激发波长为287nm,扫描范围为500-700nm,光栅狭缝均为10.0nm,激发电压为400V。测定不同样品的荧光强度,每个样品平行测定3次,取平均值。

  在pH一定的条件下,以不加入唾液酸的溶液作为对照,测得的荧光强度记为F0,测得的样品溶液的荧光强度记为F。MIP或NIP溶液的荧光强度变化和对唾液酸的识别能力用以下公式表示:

  ΔF=F0-F

  IF’=ΔFMIP-ΔFNIP

  如图16所示,探究了在不同pH的溶液中加入唾液酸前后MIP和NIP的荧光强度变化。由图可知,随着溶液pH的增加,印迹因子IF’先增加后减小,在pH=7时达到最大值。当pH在3到5范围内,印迹因子较小,可能是因为Mn掺杂ZnS量子点在pH较低的情况下,使介孔微球内部结构发生变化,功能单体与唾液酸的共价结合易断开,使荧光强度偏低。而在pH为6到7的范围内,量子点晶体结构稳定,功能单体与唾液酸顺式二醇的共价结合紧密,荧光强度明显增强,印迹因子逐渐增加。在pH过高的情况下,量子点的部分结构会被破坏,使荧光强度降低。结果表明,pH=7时,印迹因子最大。

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