[发明专利]COF-1/GONs复合材料的制备及其在邻羟基植物激素检测中的应用

说明书

本发明公开了一种COF‑1/GONs复合材料的制备，其是在氧化石墨烯纳米片（GONs）上接枝1,4‑苯二硼酸（BDBA）作为载体，然后使硼酸类共价有机框架（COF‑1）垂直生长在该载体上而制得。所得复合材料具有比表面积高、富含微介孔的特点，将该复合材料在邻羟基植物激素检测中用作固相萃取的吸附剂，可增加与邻羟基植物激素的有效接触面积，缩短前处理所需时间，且其含有的大量硼酸基团可选择性富集痕量的邻羟基植物激素，而其所具有的大量离域π键、羟基和羧基基团能与邻羟基植物激素产生强的π‑π相互作用和氢键相互作用，可进一步增强对邻羟基植物激素的富集效果，因此对邻羟基植物激素的选择性富集有着极好的效果。

技术领域

本发明具体涉及一种氧化石墨烯纳米片上垂直生长硼酸类共价有机框架材料的制备方法及其用于植物激素的高灵敏检测。

背景技术

邻羟基植物激素如细胞分裂素（cytokinin，CTK）和油菜素内酯（brassinolide，BL）是植物体内产生的两类在较低浓度就可对植物的生长发育、代谢、环境应答等各种生理过程产生重要调控作用的代谢产物。CTK是一类促进细胞分裂、诱导芽形成并促进其生长的植物激素。植物体内天然的CTK有玉米素、异戊烯腺嘌呤、玉米素核苷（ZR）、异戊烯腺苷等，其主要分布于进行细胞分裂的部位，如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实内部，它参与调控植物生长发育中几乎所有的过程，包括雌配子发育、胚胎发育、种子发育与萌发、根分生组织发育、叶片发育与衰老等。BL广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中，在很低浓度下，即能显著地增加植物的营养体生长和促进受精作用，能有效增加叶绿素含量，提高光合作用效率，促根壮苗、保花保果；提高作物的抗寒、抗旱、抗盐碱等抗逆性，显著减少病害的发生；并能显著缓解药害的发生，使作物快速恢复生长，并能消除病斑。由此可知含有邻羟基基团的两类植物激素，CK和BL，在调控植物的生长过程中起着关键作用。因此，实现对它们高灵敏的分析对了解植物的生长状态具有重要意义。然而由于含量低、背景复杂的原因，对它们的定量分析检测仍然非常困难，故需要开发更灵敏、高效的前处理技术。

在邻羟基植物激素前处理方面，固相萃取（solid phase extraction，SPE）技术已逐步取代液液萃取（liquid liquid extraction，LLE）成为植物激素净化富集的主要方法。SPE具有溶剂消耗少、操作时间短、适用范围广、自动化程度高等优点。在SPE中，吸附剂的选择至关重要。因此，通过开发新的材料可实现对植物样品中痕量的邻羟基植物激素的纯化和富集。

共价有机框架（covalent organic frameworks，COFs）是一类由轻质元素（C、O、N、B等）通过共价键连接的有机多孔晶态材料，是继金属有机框架材料（metal organicframeworks，MOFs）之后又一重要的三维有序材料。COFs拥有较低的密度、高的热稳定性、优异的抗溶剂稳定性、抗酸碱性、可进行后修饰、高的比表面积以及固有的多孔性，在气体吸附、非均相催化、能量存储等研究领域有着广泛的应用潜力，引起了科学界强烈的研究兴趣。COF-1，作为经典的硼酸类COF，由于具有的大量硼酸基团可与邻羟基的目标物进行特异性结合，在分析化学邻域中也得到广泛的运用。因此可将其作为SPE技术领域的吸附剂材料用于选择性富集邻羟基的植物激素。然而其片状的结构不利于与目标物进行更充分的接触。因此，对其进行形貌上的调控以实现对邻羟基植物激素更有效地吸附十分必要。

发明内容

本发明旨在提供一种硼酸类共价有机框架（COF-1）/氧化石墨烯纳米片（GONs）复合材料的制备，COF-1/GONs复合材料中具有的硼酸基团可与邻羟基植物激素中的羟基脱水缩合生成硼酸酯，因此可将其用于选择性吸附复杂基质中具有邻羟基的植物激素（比如，玉米素核苷（ZR）和芸苔素内酯（BR））；同时该复合材料含有大量的离域π键、羟基和羧基基团，能进一步增强与邻羟基植物激素的相互作用力，而其大的比表面积和垂直生长的结构使得它能与目标物更充分的接触，故能显著提高对痕量邻羟基植物激素的吸附性能，达到很好的纯化富集效果。因此，可将该复合材料用于对植物中痕量的邻羟基植物激素的选择性富集，且吸附剂用量少，吸附效率高，在样品前处理方面有着非常好的应用前景。