低“咖啡环”效应荧光试纸的制备及其初步应用

发布时间：2018-07-06 12:18

  本文选题：“咖啡环”效应 + “荷叶效应”　； 参考：《曲阜师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：目前,科学工作者开发了一系列测定环境中重金属离子的高灵敏分析方法,但是大多依赖于贵重仪器,存在操作复杂、耗时、现场检测困难等局限性。试纸法因其简单、快捷、适于现场检测等优势而备受青睐。然而,常规试纸上敏感物质或探针固定时存在“咖啡环”效应引起的分布不均匀现象,导致试纸存在检测重现性差、灵敏度低、精确度欠佳等缺点,大多只能给出定性或半定量结果。因此,如何抑制试纸上敏感物质固定时的“咖啡环”效应,对提高试纸法的分析性能至关重要。鉴此,本论文通过构筑具有类“荷叶效应”的疏水表面和引入温敏性明胶,用以分别结合真空快速干燥途径,开发了两种能有效抑制固定时的“咖啡环”效应的试纸制备技术;然后,分别以金银纳米簇(Au-AgNCs)和银纳米簇(AgNCs)作为敏感物质,研制了两种检测汞离子(Hg~(2+))荧光试纸法。主要内容包括:(1)研制了一种基于类“荷叶效应”和真空干燥途径的Hg~(2+)荧光速测试纸。首先,采用十六烷基三甲氧基硅烷处理玻璃片,制得疏水性试纸干燥表面;其次,将经Au-AgNCs探针浸泡的试纸条置于疏水性玻片表面,并在真空条件下进行快速干燥;最后,采用亲水性氨基硅烷试剂对固定了探针的试纸进行亲水化处理。结果表明,一方面,疏水玻片表面的疏水约束力,可有效地抑制干燥过程中试纸上Au-AgNCs探针溶液的外向流动;另一方面,借助真空干燥引起的溶剂快速蒸发,增强了探针溶液内部Marangoni流动,从而有效地抑制了Au-AgNCs探针在试纸表面的“咖啡环”效应,实现探针在试纸表面的均匀分布。同时,采用氨基硅烷对试纸进行二次处理,不仅增强了试纸表面探针的亲水性与牢固度,而且显著增强了探针的荧光强度。该试纸检测Hg~(2+)的线性浓度范围为0.20-5000 nM,检测限为0.10 nM。采用该试纸分析废水中Hg~(2+)含量,其结果与经典电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的结果基本一致。这种简单、有效的“咖啡环”效应抑制方法,可望进一步扩大试纸法在生物医学和环境等领域的分析应用。(2)发展了一种基于温敏性明胶的低“咖啡环”效应的荧光试纸并应用于Hg~(2+)的速测。将经AgNCs荧光探针与明胶混合液浸泡的试纸进行低温冷冻,然后在低温(-20℃)条件下进行真空干燥处理,制得Hg~(2+)敏感的荧光试纸。研究表明,具有溶胶-凝胶转变(35℃)性能的明胶的使用,不仅可有效地保护和稳定AgNCs探针,而且可阻碍试纸表面探针干燥过程中溶液的外向毛细流动,进而有效地抑制试纸表面的“咖啡环”效应,实现了探针在试纸表面的均匀分布。采用该荧光试纸检测Hg~(2+),获得的浓度线性范围为0.10-625 nM,检测限为0.050 nM;将之用于血液样品中Hg~(2+)分析,获得了与ICP-MS法基本一致的结果。
[Abstract]:A series of high sensitive analytical methods for detecting heavy metal ions in environment have been developed by scientists , but most of them depend on valuable instruments , such as complex operation , time consuming and difficult field detection . A fluorescent test paper based on temperature - sensitive gelatin was developed and applied to the rapid measurement of Hg ~ ( 2 + ) . The results showed that the use of gelatin with sol - gel transition ( 35 鈩，

本文编号：2102767