[发明专利]一种ZnO纳米棒分子印迹荧光传感器的制备方法

说明书

技术领域

一种ZnO纳米棒分子印迹荧光传感器及其制备方法和应用，属环境功能材料制备技术领域。

背景技术

对硝基苯酚是一种常见的环境内分泌干扰物，能够刺激并抑制中枢神经，严重时将出现高铁血色素症和呼吸困难，因此对其监测和评价有重要的应用价值。对硝基苯酚分析检测主要使用色谱法，如液相色谱法、气相色谱法和液质联用法。色谱法具有高的回收率、好的重现性和较低的检出限，但需要繁琐的样品前处理过程。常用的样品前处理的方法有溶剂萃取技术、超临界萃取技术、微波萃取技术、膜分离技术和固相萃取技术等。这些方法虽然各有独特优点，但也各有其局限性。如溶剂萃取技术大量使用有机溶剂，易产生二次污染；超临界萃取虽然具有容易实现溶剂与目标物分离、无污染的优点，但是操作复杂、成本费用高；膜分离技术存在膜的堵塞问题；固相萃取技术常用的吸附剂选择性较差。因此，针对环境中成分复杂、性质相似和含量偏低的酚类污染物残留，建立和完善快速、灵敏和选择性的分析检测方法是做好酚类污染物残留监控的当务之急。

随着分析要求的不断提高，特别是药物分析、环境分析、食品分析和产品检测需求的日益增长，传感器作为重要的检测器件，越来越受到人们的关注。有机与生物敏感材料具有良好的分子识别功能，其中的分子印迹聚合物材料可以针对目标物“量体裁衣”定制，实现对目标分子的专一识别，可与天然的生物识别系统（酶与底物）相媲美，具有制备简单、稳定性好、寿命长、易保存、造价低廉等特点，在固相萃取、手性分离、模拟生物抗体、催化及以及合成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简捷、可靠手段。

分子印迹技术（Molecular imprinting technology，MIT）是制备对某一特定分子具有专一识别能力聚合物的过程，制备的聚合物称为分子印迹聚合物（Molecularly imprinted polymers, MIPs）。MIPs的制备过程一般先将模板分子与选定的功能单体相互作用形成超分子复合物，再在交联剂作用下形成聚合物，最后用一定手段去除模板分子后，获得的MIPs中就留下了对模板分子具有特异性识别的结合位点。近年来，MIPs的构效预定性、特异识别性和广泛实用性吸引了愈来愈多的科学工作者的兴趣和青睐。表面分子印迹技术(Surface Molecular Imprinting Technique)通过把分子识别位点建立在基质材料的表面，较好的解决了传统MIPs还存在的一些严重缺陷，如机械性能差、活性位点包埋过深、模板分子的去除不彻底、吸附容量偏低和吸附-脱附的动力学性能不佳等。

近年来，基于荧光探针的荧光分析法受到了科研工作者的广泛欢迎，建立的荧光分析方法已广泛用于测定无机物、有机物及生物大分子。荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、仪器结构相对简单、价格便宜等特点。氧化锌（ZnO）是一种室温下宽带宽（Eg =3.35 eV）且有大的激发结合能（60 meV）的半导体材料。ZnO资源丰富环境友好且比较稳定性，在荧光检测领域有着潜在的应用，因此氧化锌/聚合物杂化材料被认为是一类在光学领域有前景的材料。将纳米氧化锌和印迹聚合物复合，可以制备具有选择性光学识别能力的复合材料。

经对现有技术的文献检索发现，潘建明等2011年在《The Journal of Physical Chemistry C》（物理化学C）上发表的“Selective Recognition of 2,4,6-TriehloroPhenol by Molecularly Imprinted Polymers Based on Magnetic Halloysite Composites” （埃洛石纳米管磁性复合材料表面印迹选择性识别2,4,6-三氯苯酚），该文成功制备了磁性分子印迹复合材料用于选择性分离2,4,6-三氯苯酚，具有良好的选择性。魏宏等2011年在《化学学报》上发表的“基于CdTe量子点测定烟酸诺氟沙星的新方法研究”，该文成功利用了CdTe量子点的荧光性能简单、快速、灵敏的检测了烟酸诺氟沙星。然而，前者检测过程工作量较大，速度慢，灵敏度较低；后者则缺乏一定的普适性和选择性。因此，将高灵敏的荧光检测与分子印迹技术相结合，利用荧光信号弥补分子印迹聚合物缺乏信号传导的缺陷，制备分子印迹荧光传感器，满足了传感器材的抗干扰、高选择、高灵敏的需求，成为当前传感、分离等领域的研究热点。分子印迹荧光传感器的制备使MIPs在分析检测中的应用范围和使用方法得到进一步扩展，同时MIPs的选择性也使复合型荧光探针的灵敏度和选择性得到显著提高。利用分子印迹荧光传感器进行光学分析从而达到快速、方便检测残留量的研究成为必要。