基于聚乙烯亞胺的熒光分析法在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)境中分析、監(jiān)測的對象往往是微量、痕量的物質(zhì)，還具有空間性和時間性，因此對分析方法的要求越來越高。傳統(tǒng)檢測的手段主要有色譜法、原子吸收法、生物芯片技術(shù)與免疫學(xué)方法等等。以上方法存在過程繁瑣、耗時長、消耗試劑等缺點，很難實現(xiàn)有效、快速的分析檢測。而熒光分析法以其靈敏度高、方法簡便、選擇性好等特點在近年來得到了快速發(fā)展。在環(huán)境分析中，熒光分子探針的設(shè)計合成以及熒光分析法的應(yīng)用涉及到的樣品和范圍十分廣泛:從大氣、土壤到動植物;從天然水、飲用水

2、到污水、廢水;從人的頭發(fā)、骨骼、血液到內(nèi)臟等各個器官。因此，熒光分析法在環(huán)境分析中的應(yīng)用方興未艾。
　　 聚乙烯亞胺(Polyethyleneimine，PEI)，是一種水溶性的高密度的陽離子高分子聚合物，有許多獨特的性質(zhì)和應(yīng)用:(1)很好的水溶性、高附著性和吸附性，能夠與不同的物質(zhì)相結(jié)合。(2)高陽離子性。在水中以聚陽離子形態(tài)存在，能夠中和和吸附所有陰離子物質(zhì)，螯合重金屬離子，能應(yīng)用于金屬離子的吸附分離、環(huán)境保護等領(lǐng)域。(3)

3、高反應(yīng)性。由于具有反應(yīng)性很強的伯胺和仲胺，能夠很容易地與醛、環(huán)氧、酸性氣體等反應(yīng)，對酸性染料有較強的結(jié)合力。(4)良好的基因轉(zhuǎn)染性。PEI是枝狀結(jié)構(gòu)，與DNA或寡核苷酸富含陰離子的延伸的線型結(jié)構(gòu)發(fā)生協(xié)同作用以及存在的靜電作用能使兩者形成復(fù)合物。
　　 因此，本文運用熒光分析法，建立了幾種基于PEI的新型熒光平臺，并將其應(yīng)用于過氧化氫和葡萄糖、重金屬離子Cu2+、陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)的分析檢測。本論文主要包括以

4、下兩方面的內(nèi)容:
　　 1.介紹了熒光基本原理、技術(shù)及其應(yīng)用、熒光探針的種類及其應(yīng)用;概述了PEI的性質(zhì)及應(yīng)用現(xiàn)狀;綜述了過氧化氫和葡萄糖、重金屬離子Cu2+、表面活性劑SDS的研究現(xiàn)狀。
　　 2.建立了幾種基于PEI在環(huán)境分析應(yīng)用中的熒光新方法:
　　 (1)以PEI為模板合成的銀納米簇作為熒光探針靈敏地測定過氧化氫和葡萄糖。實驗中運用PEI作為模板合成了銀納米簇。合成的銀納米簇具有1）量子尺寸效應(yīng)、2）極高

5、的表面原子分布、3）高比表面積和小尺寸效應(yīng)、4）熒光性質(zhì)穩(wěn)定等特性。在pH為9.0的甘氨酸-氫氧化鈉緩沖溶液中，銀納米簇有很強的熒光，過氧化氫與銀納米簇通過氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致銀納米簇?zé)晒忖?，基于這種現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)對過氧化氫的測定。同時，由于葡萄糖在葡萄糖酶氧化下生成過氧化氫，又能間接測定葡萄糖的含量。實驗對體系的pH值、反應(yīng)時間和溫度等實驗參數(shù)進行了優(yōu)化，在最優(yōu)條件下，考察銀納米簇對過氧化氫和葡萄糖濃度的線性響應(yīng)以及方法的選擇性。據(jù)此

6、，我們建立了測定過氧化氫和葡萄糖的新方法并用于人體血清樣品中葡萄糖含量的檢測。
　　 (2)在熒光基團標(biāo)記的DNA和PEI的作用下，實現(xiàn)了對水體中Cu2+高效、靈敏地測定。實驗發(fā)現(xiàn)熒光素標(biāo)記的DNA在pH4.8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中呈現(xiàn)較弱的熒光，但加入一定量的PEI后，熒光素標(biāo)記的DNA與PEI相互作用，發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，從而使得體系熒光大大增強，隨后加入Cu2+，PEI與Cu2+形成銅氨絡(luò)合物，再次發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移

7、，導(dǎo)致體系熒光猝滅。實驗對體系的pH值、PEI的濃度、反應(yīng)時間和溫度等相關(guān)參數(shù)進行了優(yōu)化，在最佳條件下，考察了體系對銅離子濃度的線性響應(yīng)、檢出限和選擇性。據(jù)此，建立了高效、靈敏檢測Cu2+的熒光分析新方法。
　　 (3)基于曙紅Y和PEI存在下，實現(xiàn)了靈敏、快速、簡單地檢測水體中SDS的含量。實驗中曙紅Y作為陰離子熒光染料分子，在pH4.0的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中呈現(xiàn)出強熒光，當(dāng)加入一定量的PEI后，曙紅Y附著在PEI上，發(fā)生光