分子印迹量子点荧光探针的合成及其在有机磷农药残留检测中的应用研究

摘要

食品中的农药残留检测是国际社会目前普遍关心的重要问题。由于农药检测样品的浓度低、组分杂且容易发生变化，因此采用传统方法检测前必须首先对样品进行预处理，分离、富集目标农药分子。传统的分离富集过程繁琐复杂、操作时间较长、选择性不强，容易引入误差，有时还可能使用有毒溶剂。因此，发展实时、简便、性价比高的有机磷农药的快速检测技术势在必行。
　　分子印迹技术是制备在三维结构上对模板分子特异性识别的聚合物的方法，因其较强的特异性识别能力和广泛实用性，目前已被广泛应用于固相萃取、催化剂、传感器等领域。量子点相对传统染料具有可调的发射光谱、激发光谱宽但发射光谱窄、光化学性质稳定等优点，作为荧光探针检测农药残留具有显著的优势。本论文研究合成了一种分子印迹量子点荧光复合微球，结合了分子印迹技术和量子点两者的优点，使其具备特异分子识别能力的同时还具有强且稳定的荧光性，并应用于食品中有机磷农药的残留检测。论文主要工作可以总结如下：
　　①采用表面印迹法以辛硫磷为模板分子在活化硅胶表面制备分子印迹聚合物。SEM形貌表征结果表明辛硫磷印迹微球（MIP-Pho）粒径均一，表面粗糙。红外光谱分析结果表明，辛硫磷成功印迹于硅胶表面。吸附实验结果表明， MIP-Pho微球比空白微球（NIP）中显示出更大的吸附量，且与毒死蜱、马拉硫磷和甲基对硫磷等有机磷农药相比，MIP-Pho对辛硫磷具有更好的选择吸附性能。MIP-Pho用于蔬菜样品中辛硫磷的检测中，回收率为96.6％~102.5%。
　　②合成了油酸/油胺包覆修饰的油相 CdSe量子点，建立了一种快速检测辛硫磷的方法。在优化实验条件下，油相CdSe量子点检测辛硫磷的线性范围为2.69×10-7~1.07×10-5 M，检测限为7.7×10-8 M，相关系数为0.997。油相CdSe量子点作为辛硫磷的高灵敏度荧光探针被直接用于检测样品中时反应迅速，检测性能较好，但是选择性不强，多种有机磷农药均可使其荧光猝灭。CdSe量子点用于蔬菜样品中辛硫磷的检测中，回收率为95.3%~98.8%。
　　③合成了硬脂酸/十八胺表面修饰的油相CdSe量子点并对其进行硅烷化，在此基础上合成了量子点荧光标记的分子印迹聚合物微球并探究其合成原理，SEM形貌表征结果表明其粒径约在150 nm，表面粗糙说明有印迹空穴形成；吸附实验结果表明荧光标记的复合微球在特异性结合辛硫磷时会发生荧光猝灭，且在一系列结构相似的有机磷农药中仍显示较强的选择性。据此建立了可对辛硫磷进行专一性识别的快速检测方法，线性范围为2.69×10-6~1.07.×10-3 M，检测限为1.26×10-9 M，线性系数为0.997。此荧光标记的分子印迹聚合物微球用于蔬菜中辛硫磷的检测时也取得良好的效果，回收率为95.1%~99.3%。

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中文摘要

英文摘要

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 有机磷农药残留检测方法研究

1.3 分子印迹技术

1.4 量子点及其应用研究

1.5 论文的研究目的和主要内容

2 二氧化硅微球表面印迹制备辛硫磷分子印迹聚合物

2.1 引言

2.2 实验试剂和仪器

2.3实验方法和步骤

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

3 油相CdSe量子点直接检测农药辛硫磷

3.1 引言

3.2 实验试剂和仪器

3.3 实验方法和步骤

3.4 实验结果与讨论

3.5 本章小结

4 量子点分子印迹荧光复合微球的合成及对辛硫磷的检测

4.1 引言

4.2 实验试剂和仪器

4.3 实验方法和步骤

4.4 实验结果和讨论

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录