CdTe量子點(diǎn)作探針共振瑞利散射法測定藻酸鈉

劉 丹，楊 莉，張 萍

(四川文理學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，四川 達(dá)州 635000)

0 引言

量子點(diǎn)(Quantum dots，QDs)是準(zhǔn)零維的納米材料，通常是由IIB-VIA族或IIIB-VA族原子或硅構(gòu)成的化合物.最近幾年，量子點(diǎn)作為生物探針、發(fā)光器件、太陽能電池等的研究受到了國內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注.［1］共振瑞利散射法(RRS)是一種新近發(fā)展起來的分析技術(shù)，因其簡易性和高靈敏度受到科研人員的關(guān)注.［2］

本文在水相中用巰基乙胺(cysteamine，CA)作穩(wěn)定劑合成了CA-CdTe QDs，巰基乙胺自組裝在量子點(diǎn)的表面形成帶有正電的聚合物，帶負(fù)電的藻酸鈉與帶正電的CA-CdTe QDs相結(jié)合從而形成體積較大的新的聚合體，聚合體的形成導(dǎo)致了RRS強(qiáng)度的急劇增大.本文運(yùn)用CA-CdTe QDs作探針RRS方法測定藻酸鈉，該方法具有較高的靈敏度和較低的檢出限，可用于痕量藻酸鈉的測定，是一種測定藻酸鈉的新方法.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器:Hitachi F-2500型熒光分光光度計(日本島津)，測定參數(shù):狹縫寬度5nm;pHS-3C型精密酸度計(中國上海精密科學(xué)儀器有限公司).

試劑:單質(zhì)碲(Te，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，氯化鎘(CdC12·2.5H2O，上海試劑廠)，硼氫化鈉(NaBH4，天津市環(huán)威精細(xì)化工有限公司)，巰基乙胺(C2H7NS，簡寫CA)，氫氧化鈉(NaOH，1 mol·L-1)，醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(按一定比例混合醋酸和醋酸鈉溶液，配成不同 pH值的緩沖溶液，pH值用酸度計校正)，其余試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水.

1.2 測定方法

參考已有的文獻(xiàn)合成CA-CdTe量子點(diǎn)，［3］選取50 mL三頸小燒瓶，通入N2作為保護(hù)氣，磁力攪拌，在溶解Te粉的10 mL蒸餾水中緩慢加入NaBH4，當(dāng)黑色Te粉消失，瓶中產(chǎn)物變成澄清透明時，得到了NaHTe溶液.

在250 mL三頸瓶中加入CdCl2溶液，通入N2，磁力攪拌，加入一定量的巰基乙胺，用1 mol·L-1的NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 至5.6～5.9.然后向制得的NaHTe溶液中注入一定量的0.05 mol·L-1的H2SO4，用N2載入生成的H2Te氣體到CdCl2溶液中，2小時回流反應(yīng)后瓶中溶液呈橘紅色，即得CA-CdTe QDs溶液.

選取10.0 mL比色管，向管中加入1.0 mLpH為5.0的醋酸 -醋酸鈉緩沖液、1.5 mL CACdTe QDs和適量SA樣品溶液，用水稀釋至10.0 mL，搖勻，靜置，10 min后在熒光分光光度計上進(jìn)行同步掃描，獲得RRS光譜.

2 結(jié)果與討論

2.1 RRS 光譜圖

圖1為CA-CdTe QDs-SA體系的RRS光譜圖.從圖中可以得知，CA-CdTe QDs和藻酸鈉單獨(dú)存在時，RRS的強(qiáng)度均十分微弱.當(dāng)二者結(jié)合反應(yīng)后，散射強(qiáng)度急劇增大且散射增大在一定范圍與藻酸鈉的濃度成正比，最大散射峰位于291nm.

圖1 CA-CdTe QDs-SA體系RRS光譜圖

2.2 反應(yīng)條件

本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了CA-CdTe QDs-SA體系的最佳反應(yīng)條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果選用1.0 mL的pH為5.0的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液來調(diào)節(jié)體系酸度.實(shí)驗(yàn)確定CA-CdTe QDs的最佳用量為1.5 mL(CACdTe QDs濃度為2.5 ×10-3mol·L-1).體系在室溫下10 min后已反應(yīng)完全，并且在2 h內(nèi)ΔI值基本保持不變，故本實(shí)驗(yàn)選擇10 min后測定.

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，利用不同濃度的SA與CA-CdTe QDs相互反應(yīng)，在最大波長處測定體系的RRS強(qiáng)度，利用散射強(qiáng)度對SA濃度作圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性范圍為:0.005～0.7μg/mL，線性方程:ΔI=41.56+1646.23C，相關(guān)系數(shù)為 0.9972，檢出限為1.6ng/mL.

2.4 CA-CdTe QDs-SA體系共存物質(zhì)的影響

在藻酸鈉濃度為10μg·mL-1時，對氨基酸、糖類、常見的無機(jī)離子等干擾物質(zhì)對藻酸鈉測定的影響進(jìn)行了考察，結(jié)果列于表1.

表1 CA-CdTe QDs-SA體系共存物質(zhì)的影響(CSA=10μg·mL-1)

2.5 RRS增強(qiáng)的可能原因

(1)分子體積增大，根據(jù)瑞利散射定律，由于藻酸鈉有很高的聚合度，SA分子中有n個羧基(-COOH)離解后都可能與 CA-CdTe QDs結(jié)合，二者結(jié)合后形成聚合體，從而體系分子體積明顯增大，導(dǎo)致RRS增強(qiáng).

(2)CA-CdTe QDs與SA結(jié)合后，聚合物在300 nm附近吸收明顯，此時RRS位于吸收帶中，當(dāng)散射與吸收發(fā)生共振時，RRS增強(qiáng).

(3)反應(yīng)前，帶正電荷的CA-CdTe QDs和帶負(fù)電荷的SA結(jié)合后二者發(fā)生電荷的中和，從而導(dǎo)致產(chǎn)物疏水性增加，形成的產(chǎn)物則容易和水形成固-液界面.這種疏水界面的生成也是RRS增強(qiáng)的原因之一.［4-5］

3 應(yīng)用

取1g面粉樣品，溶于2000 mL水中，加熱煮沸，過濾，得到清液.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定，同時運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定回收率，結(jié)果列于表2.依照實(shí)驗(yàn)方法測定3份樣品，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在0.37%～1.23%范圍內(nèi)，平均回收率分別為96.8%～104.2%.

表3 面粉樣品的分析

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了一種測定SA含量的新方法，在弱酸環(huán)境下，CA-CdTe QDs與藻酸鈉結(jié)合RRS光譜顯著增強(qiáng)，且RRS光譜的強(qiáng)度與SA的濃度在一定范圍內(nèi)成正比，該方法具有較高的靈敏度和較低的檢出限，操作簡單，該方法可運(yùn)用于實(shí)際樣品的測定.

［1］Alivisatos P.The Use of Nanocrystals in Biological Detection［J］.Nat Biotechnol，2004(1):47-52.

［2］Li Y F，Huang C Z，Li M.Study of the Interaction of Azur B with DNA and the Determination of DNA Based on Resonance Light Scattering Measurements［J］.Anal Chem Acta，2002(2):285-294.

［3］Deng D W，Yu J S，Pan Y.Water-soluble CdSe and CdSe/CdS nanocrystals:A Greener Synthetic Route［J］.J Colloid Interface Sci，2006(299):225-232.

［4］L iu S P，Jiang Z L，Kong L，et al.Study on the Interaction Between Diphenhydramine and Erythrosin by Absorption，F(xiàn)luorescence and Resonance Rayleigh Scattering Spectra［J］.Sci in China Ser B，2002(6):616-624.

［5］劉 丹.CdSe量子點(diǎn)作探討共振端利散射法測定葡萄糖硫酸鈉［J］.四川文理學(xué)院學(xué)報，2011(2):51-54.