發(fā)布時間：2017-11-04 06:23

  本文關(guān)鍵詞：分子印跡光學(xué)與電化學(xué)傳感材料的制備與計算機(jī)模擬

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【摘要】：分子印跡聚合物（MIP）是一種具有仿生特征的人工合成的高聚物，它是在模板分子與功能單體存在的條件下，通過加入交聯(lián)劑與引發(fā)劑共同聚合而成，然后用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒛０宸肿尤コ酆衔镏芯土粝铝伺c模板分子形狀和尺寸相當(dāng)以及官能團(tuán)的固定排列相匹配的識別位點，使聚合物可以重新識別模板分子或與其結(jié)構(gòu)類似的分子。將MIP應(yīng)用于化學(xué)傳感器的研究近些年來取得了很大進(jìn)展，并引起相關(guān)領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。當(dāng)目標(biāo)分子與分子印跡傳感器結(jié)合時，會引起傳感系統(tǒng)的某些參數(shù)發(fā)生變化，比如熒光、電化學(xué)活性、光譜性質(zhì)等等，然后傳感元件把這些化學(xué)或物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫男盘栞敵觯罱K實現(xiàn)對目標(biāo)分子的檢測。MIP的合成具有一定的經(jīng)驗性，目前也沒有一個明確的形成機(jī)理。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)與量子力學(xué)理論的發(fā)展，計算機(jī)模擬技術(shù)被廣泛應(yīng)用到MIP的理論設(shè)計與研究中。雖然計算機(jī)模擬不能完全取代實驗，但是對于MIP某些性能的研究以及某些行為的預(yù)測，仍然具有一定的指導(dǎo)作用，也是一種極具潛力的方法。 本論文使用計算機(jī)模擬技術(shù)，研究了分子印跡聚合體系中模板分子與單體分子之間的相互作用，并預(yù)測了某些反應(yīng)中模板分子與單體之間的反應(yīng)比例，為后續(xù)的實驗提供了一定的理論依據(jù)。然后我們采用溶膠-凝膠方法，和電化學(xué)聚合技術(shù)，分別合成了基于分子間力相互作用的一種分子印跡光學(xué)傳感器，和三種分子印跡電化學(xué)傳感器。論文的主要創(chuàng)新性工作如下： 1.綜述了分子印跡光學(xué)與電化學(xué)傳感器的發(fā)展和主要研究現(xiàn)狀。 2.以環(huán)丙沙星為模板分子，APTES為功能單體，通過計算機(jī)模擬技術(shù)，建立了表面分子印跡的理論模型，探討了單體與模板分子的反應(yīng)比例對模板-單體復(fù)合物結(jié)合能的影響，確定了實驗中使用的單體與模板分子的摩爾比為2：1，并利用UV-vis光譜證實了這一反應(yīng)比例的合理性。在實驗的設(shè)計中，加入磁性Fe3O4納米粒子和CdTe量子點，在TEOS的水解過程中將Fe3O4和CdTe量子點包裹進(jìn)入二氧化硅球中。Fe3O4納米粒子使MIP具有磁性，可以在外加磁場下將聚合物顆粒迅速分離；利用模板分子對聚合物中CdTe量子點的熒光淬滅作用，對其進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，該MIP對環(huán)丙沙星及其結(jié)構(gòu)類似物諾氟沙星都表現(xiàn)出很好的識別性能，并能對人尿樣中的環(huán)丙沙星和諾氟沙星進(jìn)行定量檢測，檢測限為130ng/mL。 3.以三氯生為模板分子，間苯二酚為功能單體，首先通過計算機(jī)模擬建立不同比例的模板-單體相互作用的理論模型，預(yù)測單體與模板分子中可能形成氫鍵的質(zhì)子給體與質(zhì)子受體位點，計算出模板-單體復(fù)合物的結(jié)合能。然后探討了循環(huán)伏安電聚合條件（包括聚合電位區(qū)間，聚合周數(shù)）對分子印跡傳感器性能的影響，并在優(yōu)化的實驗條件下于玻碳電極表面合成了三氯生分子印跡傳感膜。采用間接測定方法，利用含有0.2M氯化鉀的鐵氰化鉀溶液作為探針溶液對三氯生進(jìn)行測定，檢測的線性范圍為1.7～6.7ng/mL，檢測限為1.5×10-7ng/mL。并且能對實際樣品化妝品乳液中的三氯生進(jìn)行檢測。 4.以間苯二酚和鄰苯二胺為復(fù)合功能單體，以三氯生為模板分子，對三氯生與單一單體，及復(fù)合單體形成的模板-單體復(fù)合物最穩(wěn)定的構(gòu)型通過計算機(jī)進(jìn)行模擬，同時計算出這些復(fù)合物的結(jié)合能，結(jié)果表明復(fù)合單體形成的復(fù)合物具有最高的結(jié)合能�；诶碚撚嬎憬Y(jié)果，詳細(xì)研究了三氯生存在時由復(fù)合單體間苯二酚和鄰苯二胺共同在玻碳電極表面聚合形成的印跡傳感膜的性能。結(jié)果表明，與單一單體形成的印跡膜相比，復(fù)合單體形成的印跡膜對三氯生的識別范圍更寬，為1.7～10.0ng/mL，檢測限為4.1×10-7ng/mL。并且能對實際樣品化妝品乳液中的三氯生進(jìn)行檢測。 5.以抗壞血酸為模板分子，以吡咯為單體，首先通過計算機(jī)模擬研究吡咯與抗壞血酸形成復(fù)合物的最優(yōu)構(gòu)型，預(yù)測分子中氫鍵的作用位點，研究不同摩爾比的模板-單體復(fù)合物的結(jié)合能。然后，在柔性的碳布電極表面，通過循環(huán)伏安電聚合方法，合成了抗壞血酸分子印跡傳感膜。討論了模板分子濃度、單體濃度、檢測介質(zhì)的pH，聚合周數(shù)等實驗條件對抗壞血酸分子印跡傳感器性能的影響，在最優(yōu)條件下于碳布電極表面合成了該分子印跡傳感膜。該電化學(xué)傳感器可以對抗壞血酸進(jìn)行定量檢測，檢測范圍為0.96～7.8mM，檢測限為8.6×10-5M，，并能對實際樣品果汁中的維生素C（即抗壞血酸）進(jìn)行測定。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O631.3;TP212

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸小木;冉國俠;吳海燕;宋啟軍;;2,4-二氯苯氧基乙酸的光轉(zhuǎn)化化學(xué)發(fā)光機(jī)理研究[J];分析化學(xué);2012年03期

2 張俊麗;高慧;胡霞;宋啟軍;;敏化光轉(zhuǎn)化-化學(xué)發(fā)光法測定2,4-二氯苯酚的研究[J];分析試驗室;2010年02期

3 魏小平;吳芳;李建平;;應(yīng)用門效應(yīng)-分子印跡傳感器測定鹽酸強(qiáng)力霉素[J];分析試驗室;2013年08期

4 胡艷云;徐慧群;姚劍;呂亞寧;宋偉;李文靜;韓芳;鄭平;;分子印跡固相萃取-液相色譜-質(zhì)譜法測定果蔬中20種三唑類農(nóng)藥殘留[J];分析化學(xué);2014年02期

5 鄭曉冬;喬顯亮;肖杰;王曉晨;;水中溶解性有機(jī)質(zhì)對三氯生光解的影響[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2013年10期

6 朱麗麗;曹玉華;曹光群;;核殼結(jié)構(gòu)的雙酚A磁性納米分子印跡聚合物的合成及應(yīng)用[J];分析化學(xué);2013年11期

7 付叢;李建平;;樹枝狀大分子及其在分析化學(xué)中的應(yīng)用[J];分析化學(xué);2013年11期

8 王艷玲;劉俊渤;孫佳妮;唐珊珊;靳瑞發(fā);;恩諾沙星與甲基丙烯酸分子印跡作用的理論研究[J];高分子學(xué)報;2013年12期

9 韓超;黃芙珍;李舟;朱振甌;顧學(xué)峰;沈燕;;基于固相萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的紡織品中三氯生和三氯卡班的測定[J];紡織學(xué)報;2014年04期

10 陳冰;韓熠;張承明;孟霞;蔣麗紅;繆明明;;磁性納米復(fù)合材料的制備及在萃取富集中的應(yīng)用[J];分析科學(xué)學(xué)報;2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬琳;馬繼平;要志丹;;磁性分子印跡固相萃取吸附劑的制備及應(yīng)用[A];第七屆全國儀器分析及樣品預(yù)處理學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊俊;可天寧和尼古丁分子印跡新材料及其固相萃取分析研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

2 胡玉斐;銅的超常氧化態(tài)配合物在化學(xué)發(fā)光分析中的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2008年

3 聶菲;以鈣黃綠素為化學(xué)發(fā)光試劑的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)及其分析應(yīng)用研究[D];陜西師范大學(xué);2008年

4 吳海燕;單線態(tài)氧與不飽和化合物的反應(yīng)及其過氧化產(chǎn)物的化學(xué)發(fā)光研究[D];江南大學(xué);2012年

5 劉瑛;基于電聚合技術(shù)的新型分子印跡傳感器的研究和應(yīng)用[D];江南大學(xué);2013年

6 楊敏;基于熒光分子印跡材料與表面增強(qiáng)拉曼基底對五氯酚的檢測[D];山東大學(xué);2013年

7 曾延波;新型表面分子印跡和識別聚合物材料的制備及其在電化學(xué)傳感器的應(yīng)用研究[D];華東師范大學(xué);2013年

8 洪小平;基于碳納米管材料的磺胺電化學(xué)傳感器研究[D];浙江大學(xué);2012年

9 劉崢顥;煙嘧磺隆分子印跡膜的合成及其選擇性吸附性能[D];河北大學(xué);2013年

10 夏豐杰;在水熱合成的納米碳載體和非傳統(tǒng)環(huán)境下鈀的電催化[D];武漢理工大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董少華;溶菌酶和BSA分子印跡聚合物的制備及應(yīng)用[D];西北大學(xué);2011年

2 解小鋒;流動注射化學(xué)發(fā)光法在藥物和環(huán)境分析中的應(yīng)用[D];西北大學(xué);2008年

3 魏改莉;幾種常見化學(xué)發(fā)光體系研究及其在藥物分析中的應(yīng)用[D];西北大學(xué);2008年

4 鄭明霞;高特異性分子印跡聚合物的設(shè)計、合理化組裝及分子識別性能研究[D];華中師范大學(xué);2008年

5 姚俊海;分子印跡聚合物的計算機(jī)輔助設(shè)計研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

6 張恩慧;非均相體系敏化光降解氯代酚的研究[D];江南大學(xué);2008年

7 胡霞;氯代酚的光敏化化學(xué)發(fā)光研究[D];江南大學(xué);2008年

8 牛濤;單線態(tài)氧與氯代酚作用機(jī)理的理論研究[D];江南大學(xué);2008年

9 張俊麗;敏化光轉(zhuǎn)化—化學(xué)發(fā)光法測定氯酚的研究[D];江南大學(xué);2008年

10 廖偉;流動注射—化學(xué)發(fā)光在藥物分析中的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2009年

本文編號：1138216