[发明专利]利用ZnO量子点/多孔硅荧光材料制备三聚氰胺分子印迹荧光传感器MEL-MIP的方法

说明书

本发明属于功能材料制备技术领域，以SiO₂@ZnO QDs为荧光基质材料，利用自由基聚合方法合成多孔硅表面分子印迹荧光传感器。本发明利用凝胶溶胶法将ZnO QDs封装到多孔SiO₂中，不仅解决量子点稳定性问题，提高量子点使用寿命；还通过加入致孔剂制备多孔SiO₂，解决量子点包埋过深，增加比表面积，拓宽其使用范围。与表面分子印迹技术结合，提高荧光传感器对待检测物质的识别能力和响应速度，为快速、选择性识别检测乳制品中痕量三聚氰胺奠定坚实的理论和实践基础。

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，涉及的是一种利用ZnO量子/多孔硅荧光材料制备三聚氰胺分子印迹荧光传感器的方法。

背景技术

三聚氰胺是一种化工原料，广泛用于塑料、厨具、粘合剂等行业。三聚氰胺能够导致儿童和青少年严重的健康问题，如肾结石、肾衰竭、膀胱癌等。因此监测食品中三聚氰胺的含量，防止其非法添加很有必要。

传统检测三聚氰胺的方法有高效液相色谱法(HPLC)、气相-质谱联用法(GC-MS)、液相-质谱联用(LC-MS)、毛细管电泳法(CE)等，这些检测方法使用的仪器较为昂贵、操作繁琐复杂，限制其在快速检测中的应用。随着纳米技术的发展，已开发一系列新型检测食品中三聚氰胺的方法。量子点(QDs)由于具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、优异的光学稳定性等特点，代替传统有机荧光染料用于污染物检测。掺杂金属元素的方法制备的QDs通常有较大的斯托克位移，但也导致其表面缺陷增大，降低其荧光稳定性。ZnO QDs的制备过程中不使用重金属离子、成本低、空气中稳定性好等特点，成为一种理想的绿色荧光检测材料。ZnOQDs由于具有较高的表面能，容易长大并发生团聚；容易产生Ostwald Ripening现象而使荧光发射峰消失。为防止ZnO QDs制备及固化过程中发生团聚，传统方法是加入有机表面修饰剂，但这些修饰剂在使用过程中容易脱落，降低其使用的可靠性。二氧化硅因具有良好的化学稳定性、抗分解能力、光学透明性等特点，成为一种理想的QDs包覆材料。通过溶胶-凝胶法对QDs进行包覆，加入模板剂制备多孔SiO₂荧光材料，有效提高QDs的稳定性，增加其比表面积，减少QDs包埋过深。另外SiO₂由于表面易功能化，为QDs的进一步应用奠定了基础。

食品中的三聚氰胺通常含量较低且存在基体环境复杂，在对其进行检测前需要预富集处理。分子印迹技术(MIPs)是一种常见用于选择性识别特定分子的分离富集方法。MIPs具有制备简单、稳定性好、成本低、选择性高等特点，广泛用作固相萃取吸附剂。传统的的分子印迹存在印迹位点包埋深、洗脱困难、传质速率慢等缺陷，为克服这些缺陷研究人员开发了表面分子印迹技术。多孔SiO₂由于具表面易修饰，比表面积大，传质快等特点，是一种良好的表面印迹基材。结合表面分子印迹选择性识别和量子点荧光检测技术，制备能够对三聚氰胺具有荧光响应能力的荧光传感器，可应用于乳制品中三聚氰胺的检测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有检测三聚氰胺操作繁琐、灵敏度低、抗干扰能力差等缺陷，提供一种ZnO QDs/多孔硅表面分子印迹荧光传感器的制备方法及应用。采用自由基聚合方法，合成以三聚氰胺(MEL)为分子印迹聚合物的模板分子，丙烯酸(AA)为功能单体，氧化锌量子点/多孔硅(SiO₂@ZnO QDs)为基质材料，二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，乙醇/水混合溶液为溶剂，合成对三聚氰胺具有选择性识别特性的表面分子印迹荧光传感器(MEL-MIP)，并用于对乳制品中的三聚氰胺进行检测。

一种ZnO量子点/多孔硅荧光材料制备方法，按以下步骤进行：

(1)称取二水合乙酸锌ZnAc₂·2H₂O加入单口烧瓶中，加入乙醇进行超声，将分散好的混合液转移到油浴锅中，回流得到无色透明溶液；其中，为防止水汽的进入，回流管顶端应该加氯化钙(CaCl₂)干燥管；