[发明专利]一种镧金属有机骨架、级联纳米聚合平台和分子印迹聚合物的制备方法

说明书

本发明属于高分子材料合成技术和临床药物识别技术领域，涉及一种镧金属有机骨架、级联纳米聚合平台和分子印迹聚合物的制备方法，利用由镧金属有机骨架、二氧化钛纳米颗粒和金纳米颗粒组成的级联纳米聚合平台，在紫外光照射下自发聚合形成三维交联的分子印迹聚合物，并借助该聚合物实现溶液中咖啡酸的特异性识别。本发明中镧金属有机骨架的合成采用了无模板无水热的简便制备方法，分子印迹聚合物的合成采用了零添加引发剂的技术，利用紫外光诱导二氧化钛纳米颗粒光解水产生的羟基自由基进行分子印迹聚合物的合成和咖啡酸的识别，并且相比于单一的二氧化钛，本聚合平台具有更高的催化效率和感应效率，而且可以特异性识别溶液中的咖啡酸分子。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术和有毒药品感应及降解处理技术领域，具体涉及一种独特的镧金属有机骨架以及包含该镧金属有机骨架的级联纳米聚合平台和分子印迹聚合物的制备方法。

背景技术

过去几年，在全世界范围中我们见证了令人印象深刻的药物安全问题。特别是临床药物咖啡酸(CA)，被广泛认为是一种稳定的止血剂，它天然分布在许多植物或水果中，例如咖啡、丁香、橄榄等。咖啡酸的一些突出的药理学应用已经可视化，包括在临床手术过程中具有抗氧化剂、抗炎剂和抗菌剂的作用。尽管适度使用咖啡酸有一些好处，但滥用咖啡酸，仍会发生一些严重的肠道疾病等其它刺激反应。更重要的是，残留的咖啡酸不会在空气或水中自然氧化，过量的咖啡酸甚至会导致癌症。迄今为止，随着药物过量作为国际公共卫生问题的出现，对咖啡酸的检测和进一步清除，尤其是咖啡酸的特异性识别尚缺乏研究。因此，设计一种新颖的策略来选择性地、灵敏地监控我们日常生活中的咖啡酸具有重大意义。

分子印迹技术(MIT)已被引入用于制备传感探针以选择性检测咖啡酸。一般来说，分子印迹的原理相当于钥匙(模板分子)和锁(功能单体)的匹配机制，然后在引发剂的存在下与交联剂进行聚合反应，合成具有众多识别位点的分子印迹聚合物(MIPs)，从而实现选择性识别目标分析物。然而，大多数常规引发剂如偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰等具有剧毒，使其不适合大规模实际应用。因此，迫切需要在没有环境污染的情况下合成预期的分子印迹聚合物。因此，设计一种高效灵敏的传感器以借助分子印迹聚合物选择性地识别咖啡酸具有前瞻性意义。

为了找到确定咖啡酸的理想传感平台，具有多样化拓扑结构和巨大表面积的金属有机骨架(MOF)纳米材料受到了全世界的关注。在所有类金属有机骨架材料中，以稀土阳离子为中心金属的纳米材料因其独特的光致发光特性而值得特别关注，可应用于传感领域。此外，在催化剂的探索过程中，纳米结构二氧化钛(TiO₂)在光催化中的吸引力应用刺激了对其的不断探索，因为纳米结构二氧化钛可以在紫外线下将水分解成强氧化性的过氧化氢(H₂O₂)和羟基自由基(·OH)同时不会产生任何污染。巧合的是，羟基自由基是一种高效且环保的引发剂，可用于制备分子印迹聚合物。因此，可以预期稀土金属有机骨架和二氧化钛纳米颗粒的结合由于其独特的紫外自引发系统在选择性传感领域具有巨大的利用潜力。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于在紫外光诱导下，借助分子印迹技术合成的分子印迹聚合物，提供一种可特异性识别咖啡酸的纳米反应器，这种带有特异性识别位点的聚合物能够与咖啡酸在常温常压下以氢键形式结合，同时不会被其它化合物所干扰，最终达到特异性识别咖啡酸的效果。

为此，本发明提供了一种在紫外光下可特异性识别咖啡酸的纳米反应器，所述纳米反应器的表面覆盖有含咖啡酸特异性识别位点的聚合物，所述聚合物为分子印迹聚合物。

本发明还提供了上述分子印迹聚合物的制备方法，利用紫外光诱导产生的羟基自由基引发，包括以下主要步骤：

(1)将乙腈和甲醇以体积比3：2混合成均匀溶液；

(2)将步骤(1)中的溶液在搅拌下分别加入等摩尔量的咖啡酸、4-乙烯基吡啶、二甲基丙烯酸乙二醇酯，溶液浓度为0.025M，保持8小时；