基于SERS和分子印迹技术联用的水环境中酚类内分泌干扰物的超灵敏检测

The presence of estrogenic disrupting chemicals (EDCs) in the environment has become a major concern of the public and in the scientific community. EDCs are carcinogenic, teratogenetic and mutagenic, and have been considered as priority organic pollutants in environmental monitoring. In our study, we will develop a new high-sensitivity method for determining EDCs in water environment by combining molecular imprinting technology with surface-enhanced Raman scattering (SERS). Furthermore, core-shell metal- molecular imprinted polymers hybrid with controlled shapes can be prepared via reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization. A complete understanding of the SERS effect should be helpful in the design and development of new SERS platforms, which will eventually allow a wide application of SERS as a highly powerful tool. Completion of this subject has important theoretical significance and practical value.

内分泌干扰物已广泛存在于人类赖以生存的环境中，这类物质具有致癌、致畸和致突变的潜在毒性，已被列为环境中优先监测的有机污染物。本项研究将分子印迹技术与表面增强拉曼散射（SERS）光谱相结合，发展了水环境中内分泌干扰物的超高灵敏度检测新技术；并通过可逆加成-断裂链转移聚合方法实现了核-壳式金属-分子印迹聚合物复合材料的控制合成。建立理论模型，指导新体系的发现，使SERS成为应用性更广、研究能力更强的光谱分析技术。本课题研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

本项目按照研究计划进行，执行了所有研究内容，完成了既定的研究目标。内分泌干扰物广泛存在于人类赖以生存的环境中，如何灵敏检测和快速有效地去除水环境中内分泌干扰物已成为环境化工领域亟待解决的难题。将分子印迹技术与SERS技术结合，制备出具有高度识别特性的SERS活性基底，建立超灵敏检测的新方法。采用化学还原法制备球状Ag粒子和花状Ag粒子，溶剂热还原法合成米粒状Ag粒子、线状Ag粒子、立方Ag粒子和四面体状Ag粒子，溶剂热法制备片状Ag粒子。以球状Ag粒子为核，将表面接枝氨基，与表面引入羧基的GO发生酰胺化反应，制备具有抗氧化性的Ag@GO基底，保存12个月后仍具有SERS增强效果。采用抗坏血酸还原法制备球状Ag粒子，在其表面接枝双键硅烷试剂，制备了核壳式Ag@MIPs。对比球状Ag粒子和核壳式Ag@MIPs粒子两种基底对模板分子和竞争分子的增强效果，核壳式Ag@MIPs粒子在特异性吸附上表现出了明显的优势。探讨合成Cu2O的最佳条件，并在其表面负载Ag粒子得到SERS性能高且催化效率较好的Ag-Cu2O复合物。利用SERS与UV-vis测定光催化过程，分析催化降解的可行性。制备花状Ag@MIPs活性基底，研究花状Ag@MIPs的SERS增强机理。合成片状“核-壳”结构的Ag@MIPs活性SERS基底 ，对Ag@MIPs的重复利用性能和竞争选择性能进行分析。采用HEPES还原法制备大小均匀和分散度良好的球形Au粒子，通过印迹聚合法将AuNPs包覆在印迹聚合物薄膜内，最终制备得到了Au-MIPs复合物，利用Langmuir吸附模型对Au-MIPs的吸附性能及其吸附过程进行分析。此外，进行了虚拟分子印迹与表面增强拉曼散射联用技术超灵敏检测水中污染物的初步研究。本课题具有重要的理论意义和实际应用价值。