[发明专利]一种结合MIT与SPR技术检测二氧化硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结合MIT与SPR技术检测二氧化硫的方法，属于二氧化硫检测领域。 

背景技术

二氧化硫(SO₂)是一种无色气体，有强烈刺激性气味，是大气主要污染物之一，经常用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂、漂白剂和还原剂。当SO₂溶于水中，会形成亚硫酸，亚硫酸为构成酸雨的主要成分；在大气中，SO₂会被氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物；大气中SO₂浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响，在1～3ppm时多数人开始感到刺激，在400～500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡；SO₂还与大气中的烟尘有协同作用，当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/L，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化，如伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件，都是这种协同作用造成的危害。SO₂和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白，而食用这类食品，很有可能引起人体致癌；此外SO₂用作食物和干果的防腐剂时，也必须严格按照国家有关范围和标准使用。因此，制备便捷的SO₂传感器对其进行快速精确的检测变得极其重要。 

目前用于检测二氧化硫的膜大多为金属氧化物薄膜，它的制备有磁控溅射法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、喷雾热解法等，但是这些方法造价成本高、易损坏基片、处理过程时间较长、易对环境造成污染，需要严格的操作条件，样品制备过程太过繁琐且需要专门技术人员和大规模昂贵仪器，不适合现场快速检测的需要，而且有些方法制备的薄膜还存在不均匀和容易开裂等低质量问题，这些长久存在的局限性促使我们寻找新的方法。 

分子印迹技术(Molecular Imprinting Technology,MIT)是制备对所要检测的目标分子具有选择性结合位点的聚合物的过程。它的具体实施是通过以下方法来完成的：模板分子在致孔剂的存在下与功能单体通过弱的相互作用力连接在 一起形成主客体配合物，加入交联剂、引发剂后，通过光或热等引发单体聚合，使主客体配合物与交联剂通过自由基共聚合在模板分子周围形成高交联的刚性聚合物；之后，采用一定的方法将模板分子从聚合物中洗脱或解离出来，留下对模板分子具有特定的“记忆”功能的三维孔穴，此孔穴可以与模板分子特异性结合，即对模板具有专一性识别作用。分子印迹技术因具有构效预定性、特异识别性和广泛实用性三大特性，且原料廉价易得、制备条件温和、反应时间短、干净无污染，同时又具有操作简便、耐恶劣环境、耗能少、易于处理和应用、制备均匀、稳定性好等优点，从而在制备检测二氧化硫的薄膜领域具有广阔的应用前景。 

目前，测定二氧化硫的方法主要有火焰光度气相色谱法、脉冲荧光、离子色谱分析、表面声波、石英晶体微天平等。但这些技术操作繁琐而且费用高，不易用于样品筛选的快速检测。这就要求有更新颖的快速检测技术出现。 

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)是一种物理光学现象。SPR传感器对结合于金属表面的被分析物进行检测的原理为：当光以入射角大于临界角从光密介质射入光疏介质，在界面处会发生全内反射现象。此时，全反射的光并不会立即消失，而是透射进入光疏介质一定深度，其振幅随深度呈现指数衰减，这种电磁波被称为消失波。当入射角或波长为某一适当值时，表面等离子体子与消失波的频率和波数相等，二者在金属薄层和溶液界面处发生共振，入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现反射强度最小值。当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率发生变化时，共振峰位置将不同。 

近十几年来基于SPR原理的传感器及其应用研究获得了长足的发展。与常规检测技术相比，SPR传感器检测过程简便快捷、灵敏度高；无需标记，保持了分子活性；样品需求量小；不需要对样品进行预处理，能在浑浊的甚至不透明的溶液中进行检测；具有响应快、体积小、机械强度大、能够获得实时数据、操作方便、抗电磁干扰能力强和光纤相连可实现数据的远程采集和连续在线监控等突出优点。因此，SPR传感器在二氧化硫的检测方面具有广阔的应用前景。 

目前，国内外对二氧化硫分子印迹方面的报道较少，且未有将MIT与SPR联用检测二氧化硫的报道。 

发明内容