[发明专利]一种花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料及其制备方法和应用，属于纳米材料制备及环境化学应用技术领域。首先，采用水热法一步合成磁性纳米球；其次，将磁性纳米球通过刻蚀，得到花瓣状磁性纳米材料；然后，将花瓣状磁性纳米材料和雌二醇加入到乙醇溶液中，制得模板‑载体的复合物；再将模板‑载体的复合物和多巴胺加入到Tris‑HCl溶液中进行聚合得到固态聚合物；最后，将固态聚合物经分离、洗脱、干燥后，制得花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料。本发明制得的花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料，其粒径均一、结构稳定性好、磁响应强、可重复利用性好，对雌二醇的选择性吸附能力强、单位质量吸附量高、回收率高，同时材料成本低廉，制备简单。

技术领域

本发明属于纳米材料制备及环境化学应用技术领域，涉及一种花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

环境雌激素是指一类进入机体后，具有干扰体内正常内分泌物质的合成、释放、运输、结合、代谢等过程，从而扰乱人体的内分泌系统的化合物。环境雌激素种类繁多，在自然界中分布广泛，主要包括双酚类、类固醇类、农用化学品类和酞酸酯类等。现如今，环境雌激素广泛分布于自然界中，已被称为污染全球大气、水体、土壤的“环境荷尔蒙”。环境雌激素通过环境水进入人体后，与人体正常分泌的激素竞争，造成人体激素过剩，内分泌系统紊乱，容易出现各种机能障碍。此外，环境雌激素还可影响甲状腺、肾上腺素等重要内分泌腺体的正常分泌，造成人神经系统和免疫系统功能的障碍，从而导致精神性疾病和过敏性疾病的增加，严重影响人类的健康。

目前对于雌二醇的检测方法主要有免疫分析法、高效液相色谱法、分子发光分析法和气相色谱-质谱联用法等方法。这些方法由于存在设备投入大、耗时长、样品预处理复杂等缺点限制了其在常规分析中的应用。

分子印迹技术是一种制备在空间结构和结合位点上与目标分子完全匹配的聚合物的技术。通过分子印迹技术可以构建与目标分子在大小、形状和化学功能完全互补的分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers，MIPs)。由于MIPs具有选择性高，稳定性好，制备过程简单和可重复使用等优点，其作为固相萃取吸附剂在分离技术领域中展显了良好的潜力。

磁性分离技术是一种通过赋予物质磁场驱动力并根据物质间的磁性差异，把磁性组分与非磁性组分进行分离的技术。由于磁性分离技术操作简单，将其与分子印迹技术相结合，代替了传统无磁性的MIPs，解决了其分离过程耗时长、复杂和效率较低的问题。Fe₃O₄磁性纳米粒子不仅具有普通纳米材料的独特性质，还具有良好的生物相容性、较高的矫顽力、超顺磁性和低毒性等特点。以Fe₃O₄磁性纳米粒子作为载体所制备的MIPs通过附加磁场，便可以在短时间内达到吸附材料与吸附液的分离。以刻蚀后的Fe₃O₄磁性纳米粒子作为“核”制备出的分子印迹聚合物除了具有对目标物的特异性吸附性能外，还具有较轻的质量、较多的孔道、较大的比表面积、快的吸附速率和优良的磁性等优点，可直接在复杂基质中选择性富集目标物，利用磁场快速分离后即可完成萃取。

以往所制备的雌二醇分子印迹聚合物大多不具有磁性分离的特点或者采用未刻蚀的，印迹位点较少的，质量较重的磁性载体，这些吸附剂不仅分离繁琐且大大降低了对雌二醇的吸附量。此外，当前还未见有将分子印迹技术结合刻蚀后的质量较轻的磁性载体作为核用于制备能够吸附雌二醇的纳米材料的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料及其制备方法和应用，该制备方法操作简单，原料来源广泛，制备得到的花瓣状雌二醇分子印迹磁性纳米材料能够对环境水中的雌二醇进行选择性吸附富集。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：