论文部分内容阅读
三聚氰胺是生产三聚氰胺树脂的重要有机化工原料，因其成本低和含氮量高而被一些不法商贩添加到牛奶等乳制品中以提高样品的表观蛋白质含量，然而摄入过量的三聚氰胺会损害泌尿系统，增加患急性肾衰竭和膀胱结石等疾病的风险。所以迫切需要建立简单迅速、可靠灵敏的方法用于检测食品中的三聚氰胺。锌是人体的必需微量元素，它在DNA及RNA聚合酶的合成与激活、蛋白质及核酸的合成和细胞增殖分化等许多重要生理活动中扮演重要的角色。同时，它对免疫系统的稳定和调节等方面起着重要作用。缺锌将会导致免疫器官萎缩、免疫细胞减少和抗体水平降低，引发一些疾病。因此简单迅速、可靠灵敏的方法用于检测锌离子具有重要的意义。表面增强拉曼散射(SERS)作为一种超灵敏、对样本无损害的检测技术，能够提供与分子结构相关的振动信息，达到单分子水平检测，现已发展成为一种有效的分析、检测手段。本论文基于SERS技术，构筑三聚氰胺检测传感器和锌离子检测传感器。主要研究内容包括以下几部分: 1.设计三聚氰胺检测传感器和锌离子检测传感器并对其性能进行分析。选取拥有较大的拉曼散射截面和较高的光谱分辨率的5，5-Dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)(TNBs)和NN-bis(2-hydroxybenzylidene)-4-aminophenyl disulfide(HBA)分别作为三聚氰胺检测传感器和锌离子检测传感器的探针分子，并确定探针分子浓度为10-4M，修饰时间分别为4小时和2小时，样品反应时间分别为30分钟和50分钟为最佳条件。 2.考察三聚氰胺检测传感器和锌离子检测传感器的特异性和灵敏度。通过控制条件，用所构筑的三聚氰胺检测传感器检测梯度浓度的三聚氰胺，用锌离子检测传感器检测梯度浓度的锌离子。结果显示三聚氰胺检测传感器检出限为10-12M，锌离子检测传感器的检出限为10-14M;同时检测了氯化钾、氯化钙等干扰成分对三聚氰胺检测传感器的响应以及钠离子、镁离子等金属离子对锌离子检测传感器的响应，研究均表明两种传感器具有较强的选择性。 3.考察三聚氰胺检测传感器和锌离子检测传感器在实际样品中的应用。探索了三聚氰胺检测传感器对牛奶及奶粉中三聚氰胺的检测和锌离子检测传感器对自来水、金属混合溶液及Hela细胞样中锌离子的检测，研究均表明两种传感器可以用于实际样品中三聚氰胺和锌离子的快速检测。 4.探讨三聚氰胺检测传感器和锌离子检测传感器的检测机制。根据探针分子的结构、检测物的浓度与探针分子拉曼峰强度及峰位移的关系，通过理论模拟和计算，分析分子振动的细节，探讨两种传感器的检测机理。研究表明三聚氰胺检测传感器是基于三聚氰胺的氨基与探针分子TNBs的羧基之间的氢键作用，锌离子检测传感器是基于锌离子与探针分子HBA之间的络合作用，使探针分子相关基团的电子结构发生变化，从而导致其振动频率也随之改变，与激发光作用出现峰位移。通过探针分子拉曼光谱的峰强度和峰位移变化实现对目标检测物的检测。