[发明专利]一种基于大分子自组装制备水分散性分子印迹荧光纳米粒子的方法

说明书

本发明公开了一种基于大分子自组装制备水分散性分子印迹荧光纳米粒子的方法，涉及高分子材料科学、自组装和荧光分析检测等科技领域。本发明利用疏水的荧光单体与亲水单体共聚，再通过含双键的单体对其进行改性得到光敏荧光双亲聚合物。利用大分子自组装以及光交联制备了分子印迹荧光纳米粒子，实现了分子印迹材料在水相中对模板分子的特异性识别与检测。同时纳米结构还赋予材料较大的比表面积，因此其具有更多的活性结合位点、更快的传质速率和结合动力学。本发明将荧光检测的高灵敏性、分子印迹技术的选择性与大分子自组装相结合，得到的分子印迹荧光纳米粒子可以对实际样品中微量的小分子或生物大分子进行高选择性、高灵敏性的快速检测，尤其在食品安全检测、环境及水污染检测和临床分析等方面有着较大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及高分子材料科学、自组装和荧光分析检测等科技领域，具体涉及一种基于大分子自组装制备水分散性分子印迹荧光纳米粒子的方法

背景技术

分子印迹聚合物具有形状与底物分子相匹配的空腔，而且有着特定排列的功能基团可以与底物分子产生识别作用。与常规和传统的分离和分析介质相比，基于分子识别的分子印迹聚合物的突出特点是对被分离物或分析物具有高度的选择性。通过传统方法制得的印迹聚合物上大多数分子识别位点都包埋在高交联密度的聚合物内部，从而导致了分子印迹材料虽然有较高的分子识别选择性，但具有模板分子洗脱困难、结合容量低、信号响应慢、检测下限高、位点可接近性差以及结合动力学慢等缺点。为了解决这些问题，人们倾向于将分子印迹聚合物制备成具有精确结构的小尺寸粒子。相对于传统的分子印迹块状物或不规则颗粒，纳米结构分子印迹材料具有较大的比表面积，使得大多数结合位点位于或接近材料表面，因而具有更多的活性结合位点、更快的传质速率和结合动力学。

到目前为止，一般用来制备分子印迹纳米粒子的方法包括悬浮聚合、分散聚合、沉淀聚合以及种子乳液聚合。采用这些方法制备的分子印迹聚合物通常仅适用于有机溶剂体系，在水性体系中大多都不具有特殊识别能力，而天然的识别系统和生物分子的识别均是在水性体系中进行的，因而发展水相识别分子印迹聚合物对于其在食品检测和生物传感中的应用具有重要的研究意义。大分子自组装自发现伊始已经得到了广泛的研究，从早期的形貌控制、机理研究到现在功能性组装体的制备。自组装法不仅可以有效解决分子印迹材料在水相中不相溶导致印迹效果差的问题，同时可以通过调控制备条件得到粒径可控的纳米粒子，其纳米尺寸有利于形成更多活性位点、更快的传质速率和结合动力学。

含芳环的聚乙烯基咔唑在固体状态下以及溶液中的光物理性能到目前为止已经得到了广泛的研究。其价格低廉且荧光性能稳定，具有很大的应用潜力。已有实验结合分子印迹技术，将聚乙烯基咔唑应用于固相萃取等领域。但是其不能直接对目标分子进行识别，且制备过程较为复杂，限制了其在检测领域的应用。

本发明将乙烯基咔唑引入到无规双亲聚合物中，利用自组装法制备分子印迹荧光纳米粒子，通过光交联增加粒子的稳定性，洗脱后，得到能直接对模板分子进行特异性识别与检测的材料，并且其具有选择性高，吸附速度快，工艺简单，可反复多次使用，环境友好等优点

发明内容

本发明首先制备了含疏水荧光单体乙烯基咔唑及和亲水单体的双亲聚合物，利用含双键的功能单元对双亲聚合物进行侧链改性得到光敏荧光双亲聚合物。向含光敏荧光双亲聚合物、模板分子、交联剂和光引发剂的混合溶液中滴加水诱导形成纳米粒子，模板分子通过疏水作用和氢键相互作用被包裹在其内部，通过紫外光照使得其内部交联，去除模板分子后得到分子印迹荧光纳米粒子。模板分子的存在会对咔唑基团的荧光进行猝灭，因此荧光强度较低，去除模板分子后，猝灭作用消失，荧光强度较高，所述方法包括如下步骤：

第一步：光敏性荧光双亲聚合物的制备