CdTe量子点作探针共振瑞利散射法测定藻酸钠

刘 丹，杨 莉，张 萍

(四川文理学院 化学与化工学院，四川 达州 635000)

0 引言

量子点(Quantum dots，QDs)是准零维的纳米材料，通常是由IIB-VIA族或IIIB-VA族原子或硅构成的化合物.最近几年，量子点作为生物探针、发光器件、太阳能电池等的研究受到了国内外科研人员的广泛关注.［1］共振瑞利散射法(RRS)是一种新近发展起来的分析技术，因其简易性和高灵敏度受到科研人员的关注.［2］

本文在水相中用巯基乙胺(cysteamine，CA)作稳定剂合成了CA-CdTe QDs，巯基乙胺自组装在量子点的表面形成带有正电的聚合物，带负电的藻酸钠与带正电的CA-CdTe QDs相结合从而形成体积较大的新的聚合体，聚合体的形成导致了RRS强度的急剧增大.本文运用CA-CdTe QDs作探针RRS方法测定藻酸钠，该方法具有较高的灵敏度和较低的检出限，可用于痕量藻酸钠的测定，是一种测定藻酸钠的新方法.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:Hitachi F-2500型荧光分光光度计(日本岛津)，测定参数:狭缝宽度5nm;pHS-3C型精密酸度计(中国上海精密科学仪器有限公司).

试剂:单质碲(Te，国药集团化学试剂有限公司)，氯化镉(CdC12·2.5H2O，上海试剂厂)，硼氢化钠(NaBH4，天津市环威精细化工有限公司)，巯基乙胺(C2H7NS，简写CA)，氢氧化钠(NaOH，1 mol·L-1)，醋酸-醋酸钠缓冲溶液(按一定比例混合醋酸和醋酸钠溶液，配成不同 pH值的缓冲溶液，pH值用酸度计校正)，其余试剂均为分析纯，实验用水均为二次蒸馏水.

1.2 测定方法

参考已有的文献合成CA-CdTe量子点，［3］选取50 mL三颈小烧瓶，通入N2作为保护气，磁力搅拌，在溶解Te粉的10 mL蒸馏水中缓慢加入NaBH4，当黑色Te粉消失，瓶中产物变成澄清透明时，得到了NaHTe溶液.

在250 mL三颈瓶中加入CdCl2溶液，通入N2，磁力搅拌，加入一定量的巯基乙胺，用1 mol·L-1的NaOH 溶液调节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载入生成的H2Te气体到CdCl2溶液中，2小时回流反应后瓶中溶液呈橘红色，即得CA-CdTe QDs溶液.

选取10.0 mL比色管，向管中加入1.0 mLpH为5.0的醋酸 -醋酸钠缓冲液、1.5 mL CACdTe QDs和适量SA样品溶液，用水稀释至10.0 mL，摇匀，静置，10 min后在荧光分光光度计上进行同步扫描，获得RRS光谱.

2 结果与讨论

2.1 RRS 光谱图

图1为CA-CdTe QDs-SA体系的RRS光谱图.从图中可以得知，CA-CdTe QDs和藻酸钠单独存在时，RRS的强度均十分微弱.当二者结合反应后，散射强度急剧增大且散射增大在一定范围与藻酸钠的浓度成正比，最大散射峰位于291nm.

图1 CA-CdTe QDs-SA体系RRS光谱图

2.2 反应条件

本实验优化了CA-CdTe QDs-SA体系的最佳反应条件，实验结果选用1.0 mL的pH为5.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液来调节体系酸度.实验确定CA-CdTe QDs的最佳用量为1.5 mL(CACdTe QDs浓度为2.5 ×10-3mol·L-1).体系在室温下10 min后已反应完全，并且在2 h内ΔI值基本保持不变，故本实验选择10 min后测定.

2.3 标准曲线

在最佳实验条件下，利用不同浓度的SA与CA-CdTe QDs相互反应，在最大波长处测定体系的RRS强度，利用散射强度对SA浓度作图，绘制标准曲线，线性范围为:0.005～0.7μg/mL，线性方程:ΔI=41.56+1646.23C，相关系数为 0.9972，检出限为1.6ng/mL.

2.4 CA-CdTe QDs-SA体系共存物质的影响

在藻酸钠浓度为10μg·mL-1时，对氨基酸、糖类、常见的无机离子等干扰物质对藻酸钠测定的影响进行了考察，结果列于表1.

表1 CA-CdTe QDs-SA体系共存物质的影响(CSA=10μg·mL-1)

2.5 RRS增强的可能原因

(1)分子体积增大，根据瑞利散射定律，由于藻酸钠有很高的聚合度，SA分子中有n个羧基(-COOH)离解后都可能与 CA-CdTe QDs结合，二者结合后形成聚合体，从而体系分子体积明显增大，导致RRS增强.

(2)CA-CdTe QDs与SA结合后，聚合物在300 nm附近吸收明显，此时RRS位于吸收带中，当散射与吸收发生共振时，RRS增强.

(3)反应前，带正电荷的CA-CdTe QDs和带负电荷的SA结合后二者发生电荷的中和，从而导致产物疏水性增加，形成的产物则容易和水形成固-液界面.这种疏水界面的生成也是RRS增强的原因之一.［4-5］

3 应用

取1g面粉样品，溶于2000 mL水中，加热煮沸，过滤，得到清液.根据上述实验方法进行测定，同时运用标准加入法测定回收率，结果列于表2.依照实验方法测定3份样品，相对标准偏差均在0.37%～1.23%范围内，平均回收率分别为96.8%～104.2%.

表3 面粉样品的分析

4 结论

本实验建立了一种测定SA含量的新方法，在弱酸环境下，CA-CdTe QDs与藻酸钠结合RRS光谱显著增强，且RRS光谱的强度与SA的浓度在一定范围内成正比，该方法具有较高的灵敏度和较低的检出限，操作简单，该方法可运用于实际样品的测定.

［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，Fluorescence and Resonance Rayleigh Scattering Spectra［J］.Sci in China Ser B，2002(6):616-624.

［5］刘 丹.CdSe量子点作探讨共振端利散射法测定葡萄糖硫酸钠［J］.四川文理学院学报，2011(2):51-54.