一种铅离子印迹检测试纸及其制备方法技术

本申请公开了一种铅离子印迹检测试纸及其制备方法。本申请的铅离子印迹检测试纸包括具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜，能够对铅离子进行特异性的识别，检测灵敏度高。本申请的一种实施方式中将印迹检测技术与光子晶体技术结合，使得制备的铅离子印迹检测试纸不仅对铅离子具有高度的特异性识别能力和高度选择性的吸附能力，而且还可以通过颜色变化来识别和反映其浓度变化；本申请的铅离子印迹检测试纸操作简便、快速、反应灵敏、精度较高、价格低廉、试纸容易保存等特点，特别适用于现场检测和基层化验室。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及金属离子检测领域，特别涉及一种用于铅离子印迹检测的试纸及该试纸的制备方法。
技术介绍
铅是一种严重危害人类健康的重金属元素,可影响神经、造血、消化、泌尿、心血管、生殖、骨骼等各类器官，主要的靶器官是神经系统和造血系统，更为严重的是它影响婴幼儿的生长和智力发育，损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能，严重者造成痴呆。对于儿童，学术界已经确认，只要血铅水平超过0.1mg/L，不管有没有临床症状、体征，都可以确诊为儿童铅中毒，铅中毒会导致智力下降，出现学习障碍。由于铅在生物体内毒性持续时间长、易积累、危害大等特性，建立各种Pb2+离子检测技术极为重要。近年来，随着科技发展和检测水平的进步，特别是在环境监测、食品卫生、海关商检、工业废水处理等部门，发展快速、简便、灵敏和可靠铅检测技术，对于控制环境污染、保护人体健康，促进建立环境、卫生、食品安全、废水处理检测检验体系，都具有十分重要的理论和现实意义。目前已报道的检测铅离子的方法有：分光光度法（邱罡,谢凝子，高灵敏度显色剂在分光光度法测定铅中的应用；理化检验(化学分册)，2010，46(9):1104-1108），电化学分析法（于春梅，顾海鹰；电化学预处理玻碳电极示差脉冲伏安法测定水中痕量铅，理化检验(化学分册)，2010，46(5):525-530），原子发射光谱分析法（李良军，姚永生，王秋莲；电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铅精矿中6种元素，冶金分析，2010，30(3):57-59）,分光光度法和电化学分析法灵敏度较低，不适宜水中痕量甚至更低浓度铅离子的检测，原子发射光谱分析仪器设备比较昂贵，测定成本较高，而且不适合进行现场在线分析。因此发展高灵敏的现场低成本检测铅离子的方法就显得尤为重要。分子印迹技术（MolecularImprintingTechnique,MIT）又称分子模板技术，其原理是将一个具有特定形状和大小的、需要进行识别的分子（或离子）作为模板分子，把它溶于溶剂中，再加入特定的功能单体和交联剂，引发聚合形成高度交联的聚合物，其内部包埋与功能单体相互作用的模板分子，然后利用物理或化学方法将模板分子洗脱，这样聚合物母体上留下了与模板分子形状相似的孔穴，且孔穴内各功能基团的位置与所用的模板分子互补，从而实现对模板分子的识别。印迹聚合物可以对模板分子反复洗脱和吸附，因而可以多次使用。分子印迹技术具有以下特点：第一，预定性，即它可以根据不同的目的制备出不同的印迹聚合物，以满足各种不同分子识别、分离的需要；第二，高度的识别性，由于印迹聚合物是按照不同的模板分子定做的，因此可专一性识别特定的模板分子。1989年美国化学家Kabanov和Nishide利用分子印迹技术制备了金属离子印迹聚合物，获得对印迹金属离子具有高度选择性识别功能的印迹聚合物，目前尚未有铅离子的印迹聚合物及其相关印迹检测。光子晶体及基于光子晶体的各种纳米结构材料的制备及性质研究是近年来物理、化学及材料科学的研究热点之一。光子晶体是一种介电常数（或折射率）周期性变化排布的材料，其介电常数的周期性变化能够调制材料中光子的状态模式。如果材料中某一组分的性质发生物理或化学变化，介质的折射率也会发生变化，根据布拉格散射可以知道光子带隙会发生红移或蓝移。利用光子晶体材料对于环境变化会带来光子带隙漂移变化的特性，可以制备各种化学传感器。1997年，Asher研究小组在Nature杂志上首次描述了利用胶体颗粒的自组装技术制备了具有光子晶体结构的水凝胶敏感聚合物材料，该材料对重金属离子具有高度敏感的光学响应。
技术实现思路
本申请提供一种新的检测铅离子的印迹检测试剂，以及该印迹检测试纸的制备方法。根据本申请的第一方面，本申请提供一种铅离子印迹检测试纸，包括具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜。进一步的，交联高分子膜以有机玻璃为支持材料，附着于有机玻璃上。进一步的，交联高分子膜表面具有三维光子晶体空穴结构。更进一步的，交联高分子膜的基质为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种与壳聚糖交联而成。根据本申请的第二方面，本申请提供一种铅离子印迹检测试纸的制备方法，包括以下步骤：步骤A，用交联高分子膜的基质溶液将铅离子均匀的包埋；步骤B，将包埋铅离子的基质溶液涂覆在成膜材料表面、交联聚合形成交联高分子膜；步骤C，将交联高分子膜与成膜材料剥离；步骤D，将交联高分子膜浸入稀酸溶液中浸泡，取出后用碱性液体将交联高分子膜调节至中性，形成具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜。进一步的，成膜材料表面具有光子晶体膜；光子晶体膜的制备方法包括，将粒径为150-400nm的单分散SiO2微球分散在无水乙醇中，然后将经过Piraha溶液严格清洗的玻璃片垂直插入分散SiO2微球的无水乙醇中，无水乙醇挥发，单分散SiO2微球通过分子自组装在玻璃片上形成高度规整的分子晶体膜。本申请的一种实施方式中，步骤A的实现方式包括，先将壳聚糖分散在乙醇水溶液中；加入丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种，形成粘稠的透明溶液；然后在搅拌状态下加入交联剂、光引发剂以及Pb(NO3)2，搅拌均匀。本申请的一种实施方式中，步骤B中，将包埋铅离子的基质溶液涂覆在成膜材料表面后，再盖上一片有机玻璃片，然后在紫外照射下完成交联聚合。本申请的一种实施方式中，步骤C的实现方式包括，将经过步骤B处理的产物浸入1%的HF溶液中浸泡至少6h，以便成膜材料剥离。本申请的一种实施方式中，步骤D的实现方式包括，将交联高分子膜浸入0.1M的醋酸溶液中，浸泡至少24h，取出用二次蒸馏水冲洗干净，然后用氨水调节交联高分子膜pH值到pH=7稳定不变，再用二次蒸馏水冲洗后，即形成具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜。本申请的有益效果是：本申请首先制备出了用于铅离子检测的铅离子印迹检测试纸，继铅离子分光光度法和电化学分析法之后，为铅离子检测提供了一种新的检测方法。该铅离子印迹检测试纸对铅离子的检测灵敏度高，能够很好的满足环境、卫生、食品、人体健康等检测的需要；并且，检测时间短，不需要昂贵的分析仪器，可以适用于现场实时监测分析。具体实施方式下面通过具体实施方式对本申请进行进一步的说明，以下实施方式仅仅用于对本申请进行详细说明，不应理解为对本申请的限制。实施例制备本例的铅离子印迹检测试纸包括两大步骤：一、性能均一的光子晶体膜的制备；二、包埋有Pb2+空穴的交联聚合物互穿网络薄膜的制备，该交联聚合物互穿网络薄膜即Pb2+检测试纸的实质检测部分，亦即具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜。一、光子晶体膜的制备首先制备单分散性的SiO2微球，本例采用1968年专利技术的正硅酸乙酯碱性水解的方法来制备。其主要制备过程简述如下：将正硅酸乙酯分散在无水乙醇溶液中，保持温度恒定的条件下，滴加氨水、水与无水乙醇的混合液，反应一定时间后，离心分离、清洗制备的SiO2单分散微球，得到产物。通过调节氨水、水以及正硅酸乙酯的比例，可以得到不同粒径的单分散SiO2微球，本例所使用的单分散SiO2微球粒径在150-400nm。光子晶体膜的制备，将上述制备的单分散SiO2微球以1-4%的浓度分散在无水乙醇中，然后将经过H2O2/H2SO4混合溶液严格清洗的玻璃片垂直插入到盛有单分散SiO2微球的无水乙醇中，在恒定温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅离子印迹检测试纸，其特征在于：包括具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜。

【技术特征摘要】
1.一种铅离子印迹检测试纸，其特征在于：包括具有铅离子空穴网络结构的交联高分子膜。2.根据权利要求1所述的试纸，其特征在于：所述交联高分子膜以有机玻璃为支持材料，附着于有机玻璃上。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建峰，
申请(专利权)人：无锡市华东电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32