分子印迹光子晶体凝胶传感器检测食品中的防腐剂

将响应性光子晶体与分子印迹技术相结合,建立了一种反蛋白石结构的分子印迹光子晶体凝胶传感器,并成功用于水果罐头中痕量防腐剂尼泊金乙酯的筛查。该传感器对尼泊金乙酯具有良好的识别能力,抗干扰能力强,对待测物的识别过程可通过光纤光谱仪转化成可读的光学信号,其布拉格衍射峰位移值与尼泊金乙酯浓度呈线性相关,定量下限为83mg/L,且可重复使用。该检测平台具有便携式特征,无需对样品进行前处理,可准确、灵敏、快捷地检测复杂样品中的目标分析物,适于现场快速筛查和检测。     

糖蛋白印迹二维光子晶体水凝胶传感器的构建

制备了一种特异性识别糖蛋白的二维光子晶体分子印迹水凝胶。以刀豆蛋白A(ConA)为模板分子,甲叉双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,丙烯酰胺(AAm)与4-乙烯基苯硼酸为功能单体,N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TEMED)为引发剂,过硫酸铵(APS)为催化剂,在聚苯乙烯二维光子晶体(PC)表面产生聚合反应形成水凝胶,接着用10%的乙酸溶液洗脱模板分子,制备了可对ConA特异性识别的二维光子晶体分子印迹水凝胶(MIPs)传感器。结果表明,当MIPs的交联度为10%时,德拜环的直径变化最显著,对目标物的识别最灵敏。该传感器对ConA在0~0.5mg/mL范围内具有良好的响应与识别能力,可用于目标物的富集和即时检测。同时,苯硼酸的引入,增加了印迹空穴的识别位点,进一步改善了印迹材料对糖类分子的特异识别性。该水凝胶传感器在卵清白蛋白(OVA)、牛血红蛋白(BHb)、溶菌酶(Lyz)、胰蛋白酶(Try)溶液中德拜环的直径变化远小于识别相同浓度的ConA引起的德拜环直径的变化,表现出良好的选择性。该方法操作简单,成本低廉,可重复使用,不需特殊仪器设备,可拓展到其它糖蛋白,实现糖类目标蛋白的即时快速检测。     

苯胺分子印迹光子晶体水凝胶传感器的研究

基于分子印迹与光子晶体技术,制备了一种高灵敏、特异性好的苯胺水凝胶光学传感器。以Stober法制作的SiO_2微球作为三维光子晶体模板,苯胺为印迹分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸甲酯为交联剂,2,2-偶氮二异丁腈为光引发剂,在紫外光下引发聚合,并在三氯甲烷(加入适量乙醇)中洗脱印迹分子,最终得到具有对苯胺分子有传感功能的分子印迹光子晶体水凝胶传感器。实验结果表明,该传感器对苯胺分子具有良好的识别能力,当苯胺的浓度从0增加到1×10~(-4)mol/L时,通过光谱仪检测出的吸收峰偏移了42 nm。此外,该传感器在苯胺的结构类似物甲基苯胺的缓冲液的响应位移明显较小,表明该传感器具有良好的选择性。     

分子印迹光子晶体阵列传感器的构建及其对双酚A和双氰胺的检测

将分子印迹技术与光子晶体材料结合,构建了基于反蛋白石结构分子印迹光子晶体聚合物(MIPPs)的阵列传感器,用于微量双酚A(BPA)和双氰胺(DCD)的特异识别检测。对分子印迹聚合体系、模板分子洗脱条件进行了优化,当单体与模板分子摩尔比分别为1∶2和1∶4时,制备的BPA和DCD MIPPs的吸附效果最好,衍射峰位移最大。通过吸附动力学和吸附等温线实验考察了构建的传感器阵列的吸附性能。结果表明,构建的MIPPs传感器对BPA和DCD的响应时间分别为2.5和4.0 min,衍射峰位移量与BPA和DCD在其浓度分别为0.1～5.0μg/L和0.1～10.0μg/L范围时具有良好的线性关系,最大衍射峰位移量分别为39和31 nm,检出限分别为0.051和0.038μg/L;而非印迹光子晶体膜的衍射峰位移不明显,表明制备的MIPPs阵列具有选择特异性。实际样品测定结果表明,此MIPPs阵列传感器对实际样品中的目标物有明显的光学信号响应,可以快速、灵敏、选择性地检测环境水样中的目标分析物。     

三聚氰胺分子印迹光子晶体水凝胶膜传感器的制备及应用

该文将光子晶体与分子印迹技术结合,制备了分子印迹光子晶体水凝胶膜(MIPHs)作为光学传感器,用于样品中三聚氰胺的快速识别检测。以三聚氰胺为模板分子,通过垂直沉降自组装、填充聚合、去除模板3个步骤,制备得到了反蛋白石结构的三聚氰胺MIPHs。扫描电子显微镜的形貌表征表明,MIPHs具有高度有序的三维大孔结构。该MIPHs作为光学传感器可以将三聚氰胺的分子特异识别过程转换成光学信号,在对目标分析物分析时具有选择性高、响应快、灵敏度高的优点。此外,可以根据MIPHs的颜色变化利用图像软件分析或裸眼识别的方式实现目标分析物快速识别。实验结果表明,在最优条件下,三聚氰胺浓度为10^-11～10^-6 mol/L时,MIPHs的布拉格衍射峰位移从563 nm红移到608 nm,而对三聚氰胺的结构类似物没有明显响应。     

水相分子印迹光子晶体水凝胶传感器检测尿液中的痕量吗啡

结合水相分子印迹和光子晶体技术构建了吗啡分子印迹光子晶体水凝胶传感器,并成功用于生物样品中痕量吗啡的筛查.以吗啡为印迹模板,甲基丙烯酸为单体,乙二醇二甲基丙烯酸甲酯为交联剂,填充至二氧化硅光子晶体模板孔隙中进行共价型分子印迹聚合,在1％ HF溶液中除去光子晶体模板,并洗脱印迹模板分子,即可得到具有目标分子传感功能的分子印迹光子晶体水凝胶传感器.此传感器在水相环境中对吗啡分子的识别能力良好,可以在不需要标记的情况下,将目标分子的识别转变为衍射峰的位移,该光学信号通过传感器颜色的变化表现出来,吗啡浓度由10 pg/mL增加到1μg/mL过程中,衍射峰最大偏移达到38 nm,并且抗干扰能力强,检出限为0.1 μg/L,响应时间为40 s,可以重复使用.此检测平台不需要对样品进行处理,便可准确、灵敏、快速地检测复杂样品中的目标分析物.     

光子晶体应用于化学及生物传感器的研究进展

光子晶体是由两种以上具有不同折光指数的材料在空间按照一定的周期顺序排列所形成的有序结构材料,它具有尺度为光波长量级的重复结构单元,通过对这些结构单元的合理设计.可以调控光子晶体的光学性质.近年来,光子晶体不仅在药物释放、光学开关、金属探针领域取得了广泛的应用,也为化学及生物传感器领域提供了新的检测原理和手段.本文概述了光子晶体的制备方法及近年来该技术在化学及生物传感器领域中的应用研究.     

乙基膦酸分子印迹光子晶体传感器的研究

本研究结合光子晶体与分子印迹技术,制备了一种新颖有机磷毒剂光学传感器——三维分子印迹光子晶体(3D-MIPCs)凝胶膜.采用聚甲基丙烯酸甲酯胶体小球为光子晶体自组装阵列模板,以甲基丙烯酸羟乙酯和N-异丙基丙烯酰胺为混合单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺为混合交联剂,正辛醇和乙腈混合溶液为溶剂,光聚得到印迹聚合物.该材料对乙基膦酸响应速度快、选择性高,其对目标分子的识别作用会导致衍射光谱图的改变.随着在EPA浓度从0.5 mmol/L增加到1.5 mmol/L的过程中,反射峰强度逐渐降低,降幅达到10％,并伴随明显红移.该材料为乙基膦酸检测提供了新的思路,在神经毒剂检测及监控等领域有应用前景.     

红霉素分子印迹二维光子晶体水凝胶传感器的研究

以红霉素为印迹分子,聚苯乙烯二维光子晶体为模板,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸甲酯为交联剂,2,2-二乙氧基苯乙酮为引发剂,紫外光引发聚合,在甲醇-乙酸(9∶1, V/V)中洗脱印迹分子,得到能够特异性识别红霉素的分子印迹二维光子晶体水凝胶.通过测试德拜环直径变化,研究了此水凝胶在红霉素溶液中的响应性能.实验结果表明,当红霉素的浓度从0增加到1×10-6 mol/L时,德拜环直径增加6 mm, 相应的晶格间距减小30 nm.此外,水凝胶在1×10-6 mol/L红霉素的类似物罗红霉素、琥乙红霉素溶液中,德拜环直径仅分别增加1.5和2.0 mm,表明此光子晶体水凝胶具有良好的选择性,有望用于红霉素低成本的简易检测.     

Effect of Larger Pore Size on the Sorption Properties of Isoreticular Metal–Organic Frameworks with High Number of Open Metal Sites

Four isostructural CPO-54-M metal-organic frameworks based on the larger organic linker 1,5-dihydroxynaphthalene-2,6-dicarboxylic acid and divalent cations (M=Mn, Mg, Ni, Co) are shown to be isoreticular to the CPO-27 (MOF-74) materials. Desolvated CPO-54-Mn contains a very high concentration of open metal sites, which has a pronounced effect on the gas adsorption of N₂, H₂, CO₂ and CO. Initial isosteric heats of adsorption are significantly higher than for MOFs without open metal sites and are slightly higher than for CPO-27. The plateau of high heat of adsorption decreases earlier in CPO-54-Mn as a function of loading per mole than in CPO-27-Mn. Cluster and periodic density functional theory based calculations of the adsorbate structures and energetics show that the larger adsorption energy at low loadings, when only open metal sites are occupied, is mainly due to larger contribution of dispersive interactions for the materials with the larger, more electron rich bridging ligand.     

基于金属有机框架结构的分子印迹聚合物电化学传感器检测猪尿中苯乙醇胺A

以苯乙醇胺 A ( PEA )为模板分子、对氨基苯硫酚( PATP )为功能单体和有机配体、金纳米颗粒( AuNPs)为金属中心,通过原位电聚合在金电极表面成功制备了具有金属有机框架( MOFs)结构的分子印迹聚合物( MIP)复合膜,构建了具有分子识别特性的复合膜电化学传感器,实现了对PEA的灵敏检测。采用电化学技术和扫描电镜对修饰电极进行表征。优化了扫描速率、pH值、洗脱时间和富集时间等检测条件。在优化条件下,此电化学传感器对PEA在1.0×10-13~1.0×10-9 mol/L范围内有很好的线性关系,相关系数达到0.996,检出限为1.0×10-13 mol/L。在猪尿液中添加不同浓度的PEA,回收率在92.7%~108.4%,相对标准偏差小于8.0%。本方法对实际猪尿中PEA的检测具有很好的灵敏度、特异性和稳定性。     

A Metal–Organic Framework Containing Unusual Eight‐Connected Zr–Oxo Secondary Building Units and Orthogonal Carboxylic Acids for Ultra‐sensitive Metal Detection

Two metal–organic frameworks (MOFs) with Zr–oxo secondary building units (SBUs) were prepared by using p,p′‐terphenyldicarboxylate (TPDC) bridging ligands pre‐functionalized with orthogonal succinic acid (MOF‐ 1 ) and maleic acid groups (MOF‐ 2 ). Single‐crystal X‐ray structure analysis of MOF‐ 1 provides the first direct evidence for eight‐connected SBUs in UiO‐type MOFs. In contrast, MOF‐ 2 contains twelve‐connected SBUs as seen in the traditional UiO MOF topology. These structural assignments were confirmed by extended X‐ray absorption fine structure (EXAFS) analysis. The highly porous MOF‐ 1 is an excellent fluorescence sensor for metal ions with the detection limit of <0.5 ppb for Mn²⁺and three to four orders of magnitude greater sensitivity for metal ions than previously reported luminescent MOFs.     

离子印迹传感器选择性检测甲基汞离子

以甲基汞离子为模板,8-巯基喹啉为荧光单体,4-乙烯基吡啶为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,在二甲基亚砜溶剂中,以聚偏氟乙烯（PVDF）膜为支撑介质,65℃热引发聚合得到甲基汞离子荧光印迹膜。该荧光印迹膜对甲基汞离子表现出良好的选择性,最佳吸附pH值为7.0,检出限为3.5×10-7mol/L。将其作为吸附材料,应用于河水中甲基汞离子的分离和富集,结果表明,该传感器对甲基汞离子具有良好的选择性和特异性吸附,回收率达93%～104%。