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。     

L-色氨酸分子印迹光子晶体水凝胶膜的制备及性能

采用胶体晶体模板法,借助"三明治"结构制备了可与基底剥离的分子印迹光子晶体水凝胶膜(MIPHs).该MIPHs以L-色氨酸(L-Trp)为模板分子,丙烯酰胺(AM)为功能单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,在紫外光下引发聚合.扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明,MIPHs具有相互贯通的三维有序大孔结构.制得的MIPHs在L-Trp的缓冲溶液中可快速响应,当L-Trp的浓度从10~(-10)mol/L增大到10~(-5)mol/L时,MIPHs的Bragg衍射峰位移83 nm,并伴有明显的颜色变化.此外,MIPHs在L-Trp结构类似物L-酪氨酸(L-Tyr)和L-苯丙氨酸(L-Phe)的缓冲溶液中Bragg衍射峰位移较小,表明制得的MIPHs具有良好的选择性.     

壬基酚分子印迹二维光子晶体水凝胶传感器

以聚苯乙烯二维光子晶体为模板,壬基酚(NP)为印迹分子,甲醇为溶剂,甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂(EGDMA),2,2-二乙氧基苯乙酮(DEAP)为引发剂,经紫外光引发聚合,得到了可特异性识别壬基酚的分子印迹二维光子水凝胶传感器.通过测量德拜衍射环直径(D)的变化(ΔD)来判断传感器的响应性能.实验结果表明,在壬基酚溶液中,水凝胶的体积膨胀导致凝胶中光子晶体的粒子间距增大,德拜衍射环直径减小.随着溶液中NP的浓度从0增加到1×10^?5 mol/L,德拜衍射环的直径减小了8.0 mm,相应的光子晶体的颗粒间距增加了25.1 nm.在1×10^-13～1×10^-8 mol/L范围内,德拜衍射环直径的变化与壬基酚浓度的对数值(lgc)呈线性关系,制备的传感器检出限低至1×10^?13 mol/L,具有较高的灵敏度、良好的特异性识别能力和稳定的可重复利用性,并且可以实现对壬基酚的可视化检测.     

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。     

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.     

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.     

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.     

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。     

2,4,6-三氯酚分子印迹光子晶体水凝胶传感器的研究

以SiO2三维光子晶体为模板,2,4,6-三氯酚为印迹分子,甲醇为溶剂,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,通过紫外光引发聚合,在2%氢氟酸溶液中去除光子晶体模板,0.015 mol/L NaOH溶液中洗脱印迹分子,制得2,4,6-三氯酚检测用分子印迹光子晶体水凝胶传感器。结果表明,传感器对2,4,6-三氯酚具有良好的响应与识别能力,在2,4,6-三氯酚浓度由0增加到6×10-4 mol/L过程中,吸收峰红移31 nm;浓度继续增加,吸收峰开始发生蓝移;当浓度增加到1×10-3 mol/L时,吸收峰蓝移56 nm,响应时间仅需要30 min。2,4,6-三氯酚分子印迹光子晶体水凝胶传感器具有高灵敏、高选择、易操作等优点,可实现对2,4,6-三氯酚的裸眼检测。     

聚苯乙烯光子晶体的制备及其在传感中的应用

以基于毛细作用的垂直沉积法将单分散的二氧化硅胶体微球自组装成光子晶体．在二氧化硅光子晶体的多孔结构里填充聚苯乙烯甲苯溶液,经甲苯挥发,通过氢氟酸处理去除二氧化硅模板,制备出精美的聚苯乙烯光子晶体．研究表明：保留了模板有序多孔结构的聚苯乙烯能被用来作为敏感膜,这使得其在基于折射率变化的传感应用中具有潜在的价值．     

基于分子印迹技术的敌百虫农药传感器的研制

监测环境、食物中的有机磷残留是一项非常重要的工作。目前,一般采测量,但是设备昂贵、色谱预处理复杂,用色谱法难以快速测量有机磷农药。分子印迹技术(molecular imprinting technique,MIT)是Wulf[f2-4]等发展起来的一项为获得空间结构和结合位点上与某一结构的化合物或化合反     

基于纳米多孔薄膜光学干涉的光学传感器

光学传感器是一种利用光把介质与目标分子的相互作用转换为光信号的装置.光学干涉是光学传感器中常用的技术,具有无需标记、无破坏性、响应迅速等优点.在光学传感器中光的干涉主要源于从单层薄膜上下表面反射的光或者从多层薄膜各个界面处反射的光.由于纳米多孔薄膜具有较高的比表面积,将其应用于传感器中能够提高传感器的灵敏度、降低检测限.常见的薄膜类型主要有单层、双层、多层（光子晶体）等.本文综述了多孔硅、阳极氧化铝、二氧化钛、金属有机骨架等纳米多孔薄膜材料的光学干涉在传感器中的应用,并对其进行了展望.     

邻香草醛分子印迹聚合物膜的制备及其透过选择性质的研究

采用紫外光引发原位聚合的方法制备了具有支撑膜的邻香草醛分子印迹聚合物膜. 紫外光度法测定了模板分子和功能单体之间的结合常数和化学计量比(n＝2). 用傅立叶红外光谱和扫描电镜分别测定了膜的结构和表面形貌; 膜渗透实验结果表明在干扰物存在时印迹膜对模板分子表现出良好的选择透过性能. 研究了分子印迹聚合物膜透过的机理、并为分子印迹技术应用于传感器领域增加了理论和实验方法.     

扑热息痛分子印迹聚合物膜选择性结合和渗透性质的研究

采用紫外光引发原位聚合的方法制备了具有支撑膜的扑热息痛分子印迹聚合物膜. 紫外分光光度法证明了模板分子与功能单体之间存在相互作用, 并据此选择了聚合反应时合适的溶剂. 用傅立叶红外光谱和扫描电镜分别测定了膜的结构和表面形貌. 渗透实验结果表明渗透时所用溶剂对渗透结果有重要影响. 合适的渗透溶剂可提高印迹膜对模板分子的渗透选择性.     

Double telecom band thermo-optic switch based on dual-line filled photonic liquid crystal fibres

We demonstrate a thermo-optic switch based on photonic liquid crystal fibres (PLCFs) in which two lines of air hole are selective filled with liquid crystal (LC), with a high extinction ratio of more than 20 dB around 1310 nm and 1550 nm. Only in the range of 2.0°C it can perform a turn off and on operation of transmitted light in the second telecom band around 1550 nm while the first telecom bands around 1310 nm is still on. Due to the splitting of the bandgap, the switching function is achieved in this kind of PLCFs. Before the cleaning point (CP) of LC, a broad bandgap from about 1120 nm to 1320 nm splits into two ones, which are continuing inducing huge bandgap extension to shorter wavelength and longer wavelength after the CP of LC, respectively. Moreover, the temperature responses around the CP of LC is also investigated. Its sensitivity is about ?92.32 nm/°C around the CP of LC. Therefore, such kind of selective-filled PLCFs could find potential applications as thermo-optic switch and temperature sensor in the telecom band.     

仿生光子晶体纤维的研究进展

光子晶体纤维是由光子晶体结构组成的纤维,具有高饱和度的结构色彩;其结合响应性材料或柔性基质可制备各种传感响应性光子晶体纤维,在可穿戴智能传感设备方面具有应用潜力.自然界中存在许多光子晶体纤维结构,比如雪绒花花瓣的绒毛,撒哈拉沙漠银蚂蚁的毛发,黑嘴喜鹊羽毛等,光子晶体纤维的研究对于取代传统纺织业的化学染料具有重要意义.本综述总结了光子晶体纤维的概念、仿生制备方法、性能及相关应用,并对光子晶体纤维在纺织业和智能传感领域的应用前景进行展望,该综述对于发展光子晶体纤维的制备方法及潜在应用具有重要意义.