[发明专利]一种磁性COF表面分子印迹电化学传感器及制备方法和应用

说明书

本发明涉及电化学传感分析检测、食品检测与传感技术领域，涉及一种磁性COF表面分子印迹电化学传感器及制备方法和应用。本发明首先运用室温合成的方法，制备了Fe₃O₄和COF的复合材料Fe₃O₄@COF，然后通过表面印迹的方法法合成了Fe₃O₄@COF@MIP复合材料。通过滴涂的方式，将Fe₃O₄@COF@MIP修饰在丝网印刷电极表面，成功制备了基于磁性COF表面分子印迹材料的电化学传感器。本发明制备的传感器可用于四环素的高选择性、高灵敏度检测。

技术领域

本发明涉及电化学传感分析检测、食品检测与传感技术领域，涉及一种磁性COF表面分子印迹电化学传感器及制备方法和应用。

背景技术

四环素(tetracycline，TC)是一种典型的抗生素，不仅具有杀菌抑菌的作用，还可以促进动物的生长，所以其在动物养殖过程中经常使用。而不合理的四环素使用，会导致其在动物性食品中残留，人们长期食用含有四环素残留的食品就会对人体的健康产生危害。目前，对于食品中四环素残留量的分析检测方法已有大量的报道，但基于色谱技术的仪器分析方法使用的仪器昂贵，操作复杂，方法需要复杂的样品前处理，不适用于四环素的现场快速检测。因此，开发一种简便快捷、灵敏可靠的四环素检测方法迫在眉睫。

分子印迹电化学传感器将分子印迹技术与电化学传感技术相结合，既保留了分子印迹聚合物(molecular imprinting polymers，MIP)构效预定性、选择识别性和广泛适用性的特点，又结合了电化学传感检测法响应时间短、灵敏度高、操作简便的优点，提高了目标物检测的速度、精度和准度。近年来，尽管分子印迹电化学传感器在食品安全检测领域的报道越来越多，检测的目标物涉及农兽药残留、生物毒素、食品过敏原以及致病微生物等等，但是分子印迹电化学传感器构建过程中合成MIP的方法具有容量低、模板不足和重组不完全、结构太紧密以及缺乏有效识别位点的缺点，这会影响目标物在传感器界面上的识别与吸附。另外，分子印迹电化学传感器较差的电导率导致其检测灵敏度低。

共价有机框架(Covalent organic frameworks，COF)材料是一类新型的由有机构筑单元通过共价键链接而形成的多孔晶态聚合物，是近几十年来化学领域中发展得比较快的新材料。磁性COF材料不仅具有COF优异的性能，而且在外加磁场的作用下可进行有效分离，与传统的多孔材料相比，磁性COF材料具有更大的空隙率和比表面积，尤其是可调节的孔径以及可变的功能基团，以及良好的磁分离性能。目前，磁性COF材料已经应用于氢气存储、药物运载、催化反应、生物传感器、气体吸附与分离等方面。由于磁性COF的独特优势，磁性COF可以作为分子印迹聚合物的载体，从而增加比表面积，改善印迹效果和增加有效识别位点，进而可以提高吸附材料性能和分子印迹电化学传感器的检测灵敏度。

发明内容

针对现有四环素检测技术的缺点和瓶颈问题，本发明的目的在于提供一种基于磁性COF表面分子印迹材料的电化学传感器及其制备方法和应用。本发明首先运用室温合成的方法，制备了Fe₃O₄和COF的复合材料Fe₃O₄@COF，然后通过表面印迹的方法法合成了Fe₃O₄@COF@MIP复合材料。通过滴涂的方式，将Fe₃O₄@COF@MIP修饰在丝网印刷电极表面，成功制备了基于磁性COF表面分子印迹材料的电化学传感器。本发明制备的传感器可用于四环素的高选择性、高灵敏度检测。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于磁性COF表面分子印迹材料的电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：