[发明专利]磁性亲水分子印迹复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种磁性亲水分子印迹复合材料，能够适应各种严苛环境并具有纯水相结合性质。该磁性亲水分子印迹复合材料以去模板化的表面枝节有链状高分子刷的有机聚合物分子印迹微球为中心，去模板化的表面枝节有链状高分子刷的有机聚合物分子印迹微球通过表面引发的活性自由基聚合反应生成链状高分子刷，在每条链状高分子刷上通过共价有机反应连接多个无机磁性纳米颗粒。该复合材料综合了有机部分的模板分子识别能力和无机部分的磁响应性，还由于其无机磁性纳米颗粒是通过不可逆共价键修饰到MIP微球上，使其在各种苛刻条件下均能够保持良好的磁性，且可反复使用。本发明还提供了一种简单易行、成本低廉的制备该合材料的制备方法。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，尤其涉及一种磁性亲水分子印迹复合材料及其制备方法。

背景技术

分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymers，即MIP)及相关材料是特制的合成受体，是一类内部具有固定大小和形状的空穴并具有确定排列功能基团的交联高聚物，由于MIP是根据印迹分子定做的，因此具有特殊的分子结构和功能基团，对模板分子具有高的亲和力和特异性的识别能力。因此，分子印迹技术被认为是一种最有前途的样品净化和浓缩技术，并已在分析化学领域引起了极大的关注。分子印迹技术虽然在过去十年中取得了飞速发展，但仍存在有待解决的挑战。自由基聚合(FRP)是制备分子印迹聚合物最常用的方法，其通用性和经济性都很强。但是，FRP通常伴随着结合位点的异质性，另外还有可能缺失对模板分子的结合能力。此外，目标分子和印迹材料表面由于疏水作用引起的非特异性吸附还会削弱分子印迹材料在纯水相介质中对模板分子的特异性作用。

为了提高分子印迹材料结合位点的均匀性，能够生成更均匀聚合物结构的可控“活性”自由基聚合(CRP)是一种可行的方法。在CRP技术中，链增长和链松弛匹配良好，生成的聚合物具有更为均匀的结构，从而使分子印迹材料产生更好的结合参数。在过去的十年中，CRP技术已被广泛应用来制备分子印迹聚合物，如原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)。同时，沉淀聚合(PP)是一种简单、方便的生成均匀球形颗粒的方法。此外，沉淀聚合技术没有额外的物质来干扰模板分子和单体的相互作用，促进非共价印迹反应。所以，沉淀聚合技术已经广泛应用于制备分子印迹微球。因此，可控“活性”自由基聚合机理和沉淀聚合的结合(CRPP)为制备具有均匀结构和“活性”基团的聚合物微球创造了有利条件。聚合物微球表面的“活性”基团为进一步根据需求对微球表面进行后修饰提供了有效途径，如提高分子印迹材料表面的亲水性，可以有效抑制其非特异性吸附作用。

在分子印迹微球表面枝节链状聚合物刷是提高分子印迹材料表面亲水性的一种有效方法，已引起广泛的关注。聚合物刷是链状高分子以足够高的枝节密度枝节在分子印迹微球的表面，这些链状高分子之间由于强烈的排斥力而形成独特的伸展构象。这种独特的构象可以防止生物大分子阻断分子印迹微球表面的印迹位点。此外，聚合物刷具有高度的合成灵活性，可以方便地引入各种功能基团。