[发明专利]一种光催化RAFT聚合制备分子印迹传感器的方法及其应用

说明书

本发明属于分子印迹传感器领域，具体为一种光催化RAFT聚合制备分子印迹传感器的方法，主要步骤包括：以含有叔胺结构的化合物为模板分子，合成模板分子‑功能单体预聚液；将三联吡啶钌同时作为光催化剂和电化学发光剂，通过光催化RAFT聚合，合成具有与模板分子相似结构，尺寸的分子印迹聚合物，最后制备得到的分子印迹传感器具有优异的特异性识别能力，可定量检测且最低检测下限浓度达到了1×10^‑13mol/L。本发明制备方法中不用额外添加聚合所用的引发剂，过程更加简单、高效，绿色、环保。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，尤其是分子印迹传感器领域，具体为一种光催化RAFT聚合制备分子印迹传感器的方法及其应用。

背景技术

分子印迹技术具有灵敏、简便、价廉的检测分析优势，是指制备对某一或特定的目标分子(或模板分子)具有专一性选择的聚合物的过程。它的分子识别原理是建立在目标分子的周围形成一种高度交联的刚性的分子印迹聚合物，洗脱目标分子后，在聚合物的网状结构中留下了刚性的空穴，具有和底物分子相匹配的形状和一定排列顺序的功能基团，因此对目标分子有极高的选择识别性。分子印迹聚合物是一种人工合成，具有分子识别能力的新型高分子材料，此技术是以抗体-抗原为理论基础，逐渐发展成熟。分子印迹聚合物具有高选择性、特异性识别能力和重复性好等特点，已被广泛应用于不同功能电化学传感器的制作。从而，分子印迹传感器作为一种检测手段快速发展起来，广泛应用于三聚氰胺、抗生素、激素、葡萄糖、多巴胺等食品安全检测或生物医药领域的常见待测物检测，具有操作方便，制备过程简单，检测灵敏快速等优点。

目前，关于合成分子印迹聚合物的方法主要有本体聚合法、沉淀聚合法、微乳液聚合法、悬浮聚合法、原位聚合法等。但这些方法的主要缺点是反应周期长，制备方法繁琐，工艺复杂，使得在实际操作中效率低，难以大规模生产。在上述应用领域，对于合成分子印迹聚合物的方法，正进行各种聚合技术的优化。中国专利CN101560277A、CN106560703A等都公开了用于检测三聚氰胺的分子印迹聚合物，均使用偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰作为引发剂，同时还添加二甲基亚砜做致孔剂或Fe₃O₄磁性纳米颗粒作为信号增强剂，才使得分子印迹传感器对三聚氰胺具有快速的响应性。虽然现有技术也有利用分子印迹技术进行样品检测，但分子印迹传感器需要具体深入的研究，在分子印迹聚合物的制备和工艺条件优化方面具有一定的技术难度。近些年，基于可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合所具有的反应条件温和，反应单体广的优点，RAFT聚合得到了较大的发展，其中光催化RAFT聚合为科研工作者开辟了一条新的思路。光催化RAFT聚合具有反应过程简单，周期短，条件温和，室温条件下即可反应的特点，且所用的试剂环保可回收，符合绿色化学的概念。如果能够将光催化RAFT聚合技术应用到分子印迹聚合物的合成中，将会解决普通方法所具有的工艺繁琐，反应条件复杂等难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化RAFT聚合制备分子印迹传感器的方法，以检测目标物为模板，通过光催化RAFT聚合，合成具有与模板分子相似结构、尺寸的分子印迹聚合物，所使用的光催化剂同时能够作为荧光探针，实现对模板分子高灵敏，特异性检测。

因此，本发明的技术方案是这样实现的：一种光催化RAFT聚合制备分子印迹传感器的方法，包括以下主要步骤：

一.模板分子-功能单体预聚液的合成

(1)将5-10mg的模板分子完全溶解于10-50mL的乙醇与水的混合溶液中，再经过5-30分钟的超声，得到溶液Ⅰ；

(2)在溶液Ⅰ中加入10-26mg的功能单体溶液，再在0-15℃下反应2-12小时后得到预聚液；

二.交联的模板分子-功能单体聚合物的合成

(1)在预聚液中加入0.1-0.5g的交联剂和0.12-1.82mg RAFT试剂、0.1-5mg固定有光催化剂的金纳米颗粒，得到溶液Ⅱ；