量子点传感器在重金属离子检测中的应用

来源: 发布时间：2017-04-19  

生物传感器的种类非常多，尤其是医学界，所使用到的生物传感器种类更是多不胜数。量子点作为新型纳米发光材料，是近年研究的热点。基于其独特的发光特性与光物理学的性质，可用于建立新型量子点生物传感器系统，从而实现生物大分子或者是生物体内无机分子的快速、准确检测。下面说说量子点传感器在重金属离子检测中的应用。

生物传感器

金属离子是保证人体细胞正常工作、运转的重要条件。重金属离子在体内的浓度过低或过高都会导致机体的代谢紊乱，严重者会出现中毒死亡等后果。研究发现，许多重金属离子( Pb2+，Cd2+，Sn2+和 Hg+) 可与含羧酸化合物的羧基结合，基于这一原理，重金属离子与巯基丙酸表面修饰的量子点共同构建离子型–量子点生物传感器平台，通过电子转移反应对量子点荧光产生猝灭或增强作用，据此可对这些重金属离子进行定性或定量分析。Hg2+可结合到巯基丙酸修饰的CdS的末端羧基上，通过电子转移反应使得量子点的发光强度减弱，利用离子型–量子点生物传感器平台定量分析荧光值的变化，实现对 Hg2+的检测，其检出限可达 0.07 μg/L。然而在实际检测中，该检出限远未达到人们对 Hg2+的痕量检测要求。因此，Chen等通过在石英晶体表面进行巯基丙酸修饰的CdTe层层自组装，可将检测信号级联放大。自组装则通过二甲基二烯丙基氯化铵( PDDA)的静电“胶水”功能实现。

基于巯基表面修饰原理，夏姣云等将巯基乙酸包被在量子点表面，同时利用巯基乙酸在溶液中的稳定性，在体系中引入过量的巯基乙酸，共同构成巯基乙酸–量子点传感器，可定量分析 Cu2+， Ag2+， Pb2+等重金属离子。经条件优化后，利用荧光淬灭法检测 Cu2+， Ag2+， Pb2+ 的线性区间分别为2.3～250 μg，3.2～300 μg 和4.3～150 μg，检出限分别为0.28，0.53 和0.35 μg/L。通常，单个量子点生物传感器检测金属离子的选择性较差，如果将多个生物传感器构建成传感器阵列，结合计量学方法，则可提高对金属离子的检测特异性。裴智明等采用纳米金和染料组合构成传感器阵列，通过可见光谱检测实现了对金属离子混合体系的模式识别。这种传感器阵列已经成为未来重金属离子检测的发展趋势。

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