一種稀土熒光分子印跡膜的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稀土熒光印跡膜的制備方法，尤其涉及一種氟氯氰菊酯分子熒光印跡膜的制備方法，以及應(yīng)用于檢測水中痕量的氟氯氰菊酯，屬于材料制備和檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]菊酯類農(nóng)藥(Pyrethroid pesticides, PPs)是一類人工合成的廣譜性殺蟲劑,具有速效、無臭、低毒、觸殺作用強(qiáng)和殘效時間長等特點(diǎn)。除對140多種害蟲防治有特效外，有些菊酯類農(nóng)藥還對地下害蟲和螨類害蟲有較好的防治效果。近年來，高毒性有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥被禁止使用后，PPs有了更廣泛的應(yīng)用空間，其在國際農(nóng)藥市場中已占據(jù)了近20%的份額。一般認(rèn)為，PPs的作用機(jī)理是干擾神經(jīng)傳導(dǎo)而使害蟲喪失意識致死，但是PPs也被懷疑具有內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。目前，對環(huán)境中PPs殘留的監(jiān)控分析、遷移、細(xì)菌抗藥性等方面的研究已成為環(huán)境化學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)，如美國環(huán)境保護(hù)局已將環(huán)境中PPs殘留的最大值限定為
0.05 iig/g。PPs殘留的分析檢測主要使用色譜法，如液相色譜法、氣相色譜法和液質(zhì)聯(lián)用法。色譜法具有高的回收率、好的重現(xiàn)性和較低的檢出限，但需要繁瑣的樣品前處理過程。常用的樣品前處理的方法有溶劑萃取技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、微波萃取技術(shù)、膜分離技術(shù)和固相萃取技術(shù)等。這些方法雖然各有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，但也各有其局限性。如溶劑萃取技術(shù)大量使用有機(jī)溶劑，易產(chǎn)生二次污染；超臨界萃取雖然具有容易實(shí)現(xiàn)溶劑與目標(biāo)物分離、無污染的優(yōu)點(diǎn)，但是操作復(fù)雜、成本費(fèi)用高；膜分離技術(shù)存在膜的堵塞問題；固相萃取技術(shù)常用的吸附劑選擇性較差?；谟袡C(jī)熒光膜的熒光分析法受到了科研工作者的廣泛歡迎，建立的眾多的突光分析方法已廣泛用于測定無機(jī)物、有機(jī)物及生物大分子。基于有機(jī)突光膜的突光分析法具有較低的檢測下限和一定的選擇性，且能使用普及型儀器。與無機(jī)分析試劑比較，有機(jī)試劑應(yīng)用于熒光分析可供選擇的品種較多，一般靈敏度較佳，對環(huán)境變化非常敏感，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛。
[0003]分子印跡技術(shù)(MIT)是模擬自然界中如:酶與底物、抗體與抗原等的分子識別作用，以目標(biāo)分子為模板分子制備對該分子具有特異選擇性識別功能的高分子印跡聚合物(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)的一種技術(shù)。
[0004]將分子印跡技術(shù)與膜分離技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的分子印跡聚合膜(MolecularImprinted Membrane, MIM)的開發(fā)應(yīng)用是最具吸引力的研究之一。分子印跡聚合物膜(MIM)兼具分子印跡及膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一方面，該技術(shù)便于連續(xù)操作，易于放大，能耗低，能量利用率高，是“綠色化學(xué)”的典型；另一方面，它克服了目前的商業(yè)膜材料如超濾、微濾及反滲透膜等無法實(shí)現(xiàn)單個物質(zhì)選擇分離的缺點(diǎn)，為將特定分子從結(jié)構(gòu)類似的混合物中分離出來提供了可行有效的解決途徑?？紤]到合成的分子印跡膜具有對特定物質(zhì)專一選擇性識別功能，為水楊酸甲酯的除雜過程提供了種新方法，并不斷在大宗工業(yè)品分離純化領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。
[0005]將分子印跡聚合膜與熒光分析技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的熒光分子印跡膜，兼具印跡膜技術(shù)和熒光分析法的兩方面優(yōu)點(diǎn):一方面利用分子印跡聚合物的特異性吸附的優(yōu)越性質(zhì)，提高膜的靈敏度。另一方面，將高度靈敏的熒光檢測與MIPs相結(jié)合，利用熒光信號彌補(bǔ)MIPs缺乏信號傳導(dǎo)的缺陷，制備得到分子印跡熒光傳感器滿足了傳感器材料的抗干擾，高選擇，高靈敏度的需求，已經(jīng)成為當(dāng)前傳感分離等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是以稀土配合物為發(fā)光材料合成對氟氯氰菊酯分子有專一識別性的印跡分子膜，并用于對水樣中的氟氯氰菊酯分子痕量檢測。該熒光印跡膜對氟氯氰菊酯分子具有較高的吸附性和選擇性。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種對氟氯氰菊酯分子有專一識別性的稀土熒光分子印跡膜的制備方法，按以下步驟進(jìn)行:
(1)取氯化銪(EuCl3)、1，10-鄰菲羅啉(Phen)、噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于乙醇中，磁力攪拌均勻后，滴加濃氨水，調(diào)節(jié)溶液PH，溶液變渾濁；繼續(xù)攪拌，離心，洗滌，得到Eu(III)配合物；
(2)將步驟(I)得到的Eu(III)配合物超聲溶解于DMF溶液中，然后將溶解的溶液倒入乙醇溶液，再向混合溶液中滴加正硅酸四乙酯(TEOS)形成溶液A ;氨水、乙醇、蒸餾水形成的混合溶液稱為溶液B ;將全部的溶液A迅速倒入溶液B中，磁力攪拌；反應(yīng)完成后離心，洗滌，得到 Eu (III) OS12;
(3)將步驟(2)得到的熒光材料分散于乙腈中，加入甲基丙烯酸(MAA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、氟氯氰菊酯，自組裝，然后加入偶氮二異丁氰(AIBN)聚合，得到印跡熒光微球；
(4)將步驟(3)得到的印跡熒光微球用甲醇和乙酸混合溶液作浸提液，采用索氏提取將模板分子去除，直到模板分子無法通過紫外-可見分光光度計檢測出來，產(chǎn)品在真空干燥箱中烘干，得到洗脫完全的印跡熒光微球；
(5)將步驟(4)得到的印跡熒光微球超聲分散在蒸餾水中，加入瓊脂糖，加熱到70°C，傾倒，壓制成膜，得分子印跡熒光膜。
[0008]其中，步驟(I)中，所述EuCl3、phen、TTA三者的摩爾比為1: 1.5:1~1:1:1。
[0009]步驟⑴中所述溶液pH為7 ;所述繼續(xù)攪拌時間為2 h。
[0010]其中，步驟(2)中，所述溶液A中Eu (III)配合物的濃度為3~4 g/L，DMF與乙醇的體積比為1:5 ；TE0S的在溶液A中體積分?jǐn)?shù)為;溶液B中氨水的體積分?jǐn)?shù)為4%~5%，乙醇和水的體積比為14:5 ;
步驟(2)中，所述溶液A和溶液B混合后的反應(yīng)時間為2 h。
[0011]步驟(I)和步驟(2)中所述洗滌均為用乙醇洗滌三次。
[0012]其中，步驟(3)中，所得最終整個混合溶液中，Eu (III) OS12的濃度為3~4 g/L，MAA的濃度10~20 mmol/L, EGDMA的體積百分?jǐn)?shù)為4.7-5.4% ,氟氯氰菊酯的濃度為3~5 mmol/L, AIBN 的濃度為 3~6.5 mmol/L。
[0013]步驟(3)中，所述自組裝為氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，40°C下自組裝6 h;所述聚合為60°C下聚合24 h。
[0014]步驟(4)中，所述的浸提液中甲醇和乙酸的體積比為9:1，；所述烘干溫度為60O。
[0015]對應(yīng)的非印跡熒光硅球的制備方法與上述相同，但不加模板分子氟氯氰菊酯。
[0016]步驟(5)中所述瓊脂糖的濃度為18~20 g/L,分子印跡微球的濃度為0.75-0.8g/L
上述分子印跡熒光膜應(yīng)用于檢測環(huán)境中水樣的氟氯氰菊酯含量，具體方法按照下述步驟進(jìn)行。
[0017](I)準(zhǔn)確稱取等量的印跡熒光膜和和非印跡熒光膜。
[0018](2)取氟氯氰菊酯用蒸餾水配置成一系列0~100 Mfflol/L配置成混合標(biāo)準(zhǔn)液，取10 mL配制好的溶液加入到廣口瓶中，再各加入印跡熒光膜和非印跡膜，在25 V震蕩均勻十分鐘后，取出膜，待其干燥后，使用熒光分光光度計測定其熒光強(qiáng)度。
[0019](3)如果初始的熒光強(qiáng)度為Itl，后來的熒光強(qiáng)度為I，則熒光猝滅的量跟氟氯氰菊酯的濃度在一定的范圍內(nèi)成線性關(guān)系，可以通過Itl-1來測量氟氯氰菊酯的濃度。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
(1)印跡過程發(fā)生在熒光材料表面，避免了傳統(tǒng)模板分子因包埋過深而無法洗脫的問題；
(2)在熒光材料表面包覆印跡層，選擇性吸附氟氯氰菊酯，極大的提高的探針的靈敏度；
(3)利用本發(fā)明獲得的熒光印跡探針具有極高的靈敏度，優(yōu)越的對氟氯氰菊酯識別性倉泛;
(4)使用膜技術(shù)，簡化了操作步奏，減少了檢測時間。
【附圖說明】
[0021]圖1:Eu(III) OS12、印跡熒光硅球的掃描電鏡圖；
圖2 =Eu(III)配合物、Eu (III) OS12、印跡熒光微球、非印跡熒光微球熒光光譜圖；
圖3:印跡探針檢測痕量氟氯氰菊酯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]實(shí)施例1
(I) EuCl3 0.5 mmol、phen 0.75 mmol、TTA 0.5 mmol,溶解于 100 mL 乙醇中磁力攬祥均勻后滴加濃氨水。調(diào)節(jié)pH=7，溶液變渾濁。繼續(xù)攪拌2 h，離心，用乙醇洗三次。得到Eu(III)配合物。
[0024](2)將步驟(I)中Eu(III)配合物100 mg溶于5 mL DMF中。與25 ml乙醇、ImL TEOS的混合溶液形成溶液A中。然后I mL氨水加入14 ml乙醇和5 ml蒸餾水的混合溶液中形成溶液B，然后將溶液A迅速倒入溶液B中，磁力攪拌2 h。離心，洗滌三次，得到EudlDiS120
[0025](3)將⑵中得到的Eu(III)@Si02 0.1g分散于30mL乙腈中，然后加入0.35mmol甲基丙烯酸(MAA)、1.50 mL 二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)，0.10 mmol氟氯氰菊酯。隊保護(hù)下，40°C下自組裝6 h，然后加入33 mg偶氮二異丁氰(AIBN) 60°C下聚合24 h。得到印跡突光探針。
[0026](4)將步驟(3)得到的印跡熒光硅球用甲醇和乙酸的混合液作浸提液，采用索氏提取將模板分子去除，直