[发明专利]一种分子印迹胶体阵列的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子印迹胶体阵列的制备方法和应用，具体地说，涉及一种新型的光学传感材料——分子印迹胶体阵列(Molecularly imprinted crystallinearray，MICA)的制备方法；还提供了所述分子印迹胶体阵列的应用，即所述分子印迹胶体阵列分别应用于雌酮、β-雌二醇、对硝基苯酚以及三聚氰胺的检测；属于应用化学及临床分析测试技术领域。

背景技术

内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals，EDCs)，也称环境激素，是一种外源性干扰内分泌系统的化学物质，即使数量极少，也能让生物体的内分泌失衡，出现种种异常现象。这类物质会导致动物体和人体生殖器障碍、行为异常、生殖能力下降、幼体死亡甚至灭绝，雌酮、β-雌二醇和对硝基苯酚就属于此类物质。三聚氰胺是一种重要的化工原料，在环境中普遍存在，也可能微量带入食品，对人体健康产生危害。传统检测内分泌干扰物、三聚氰胺的方法成本高、操作复杂，不能达到实时监测的要求，因此发展一种能对内分泌干扰物、三聚氰胺进行实时便捷检测的方法非常重要。

化学及生物传感器的发展趋势是实时检测和裸眼检测。光子晶体(Photoniccrystal，PC)能够反射特定波长的光，这为“裸眼检测”提供了可能性，使得临床用生化传感器有望实现实时、裸眼检测。分子印迹技术(molecular imprintingtechnique，MIT)是当前发展高选择性材料的主要方法之一，通过分子印迹技术制备的分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers，MIP)对模板分子表现出高度的选择识别性能。将分子印迹技术与光子晶体相结合，可以提升光子晶体传感材料的选择性。

单分散的胶体微球通过自组装而形成的光子晶体模板，具有与天然蛋白石相同的立方密堆积结构，也称为蛋白石光子晶体；以蛋白石光子晶体作为模板，在胶体微球的间隙充填其他材料，除去蛋白石光子晶体模板得到反蛋白石光子晶体。目前基于光子晶体的生化传感器主要以反蛋白石光子晶体为主。有文献报道，将胶体微球自组装成光子晶体模板，将分子印迹预聚合溶液填充入光子晶体模板间隙进行聚合，再将光子晶体模板以及分子印迹的模板分子去除，得到的分子印迹光子晶体对待检测的模板分子浓度有响应。但是，上述方法存在以下缺陷：(1)在将分子印迹预聚合溶液填充入光子晶体模板间隙时，光子晶体模板非常容易遭到破坏；(2)去除光子晶体模板的步骤比较繁琐。

胶体阵列(Crystalline array，CA)是由粒径为纳米级的单分散胶体微球按照立方密堆积结构规则排列而成。胶体阵列作为光子晶体的前体，具有类似光子晶体的结构特点，在可见光及近红外波长范围具有布拉格衍射效应，可因胶体微球粒径大小以及球间距的不同呈现不同的颜色，胶体阵列作为一种新型光学材料为“裸眼检测”提供了新的可能性。

发明内容

针对目前分子印迹光子晶体的制备方法复杂、光子晶体模板易被破坏的缺陷，本发明的目的之一是提供一种分子印迹胶体阵列的制备方法，所述制备方法较分子印迹光子晶体的制备方法简单，制备得到的分子印迹胶体阵列是一种兼顾选择和信号识别两方面性能的分子识别光学传感材料。

本发明的目的之二是提供一种分子印迹胶体阵列的应用，所述应用是将本发明所提供的分子印迹胶体阵列应用于物质检测，作为分子识别光学传感器材料用于实时、快速检测雌酮、β-雌二醇、对硝基苯酚以及三聚氰胺。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种分子印迹胶体阵列的制备方法，所述制备方法的具体步骤如下：

(1)模板分子印迹胶体微球的制备

在无氧环境下，向容器内加入模板分子、功能单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和水，混合搅拌加热至70～80℃，再加入0.018～0.054g/mL的过二硫酸钾水溶液引发聚合反应，反应至反应液变为白色乳液停止，得到带有模板分子印迹的胶体微球溶液；将带有模板分子印迹的胶体微球溶液用乙酸/甲醇溶液反复洗涤3次以上，然后用甲醇洗涤反复洗涤3次以上，最后用水洗反复洗涤3次以上，得到模板分子印迹胶体微球。

其中，所述模板分子为雌酮、β-雌二醇、对硝基苯酚或三聚氰胺；功能单体为丙烯酸类单体或酰胺类单体其中之一或一种以上的混合，优选为丙烯酰胺(AM)；水为纯度≥蒸馏水纯度以上的水；模板分子∶功能单体∶甲基丙烯酸甲酯∶水∶过二硫酸钾的物质的量比为0.3～5∶3～15∶113～283∶12000～15000∶1～3；乙酸/甲醇溶液的体积比为2/8～1/9。