[发明专利]氧化石墨烯表面分子印迹复合材料、制备方法和应用

说明书

一种氧化石墨烯表面分子印迹复合材料、制备方法和应用，这种复合材料以氧化石墨烯(GO)为载体，表面含有与4‑甲基乙卡西酮(4‑MEC)形状、尺寸相匹配空穴的亲水性分子印迹聚合物。这种复合材料的制备方法以4‑甲基乙卡西酮(4‑MEC)为模板分子，2‑[十二烷硫基(硫代羰基)硫基]‑2‑甲基丙酸共价修饰的氧化石墨烯作为大分子链转移试剂，加入引发剂、交联剂及亲水性单体，通过严格的可逆加成‑断裂链转移(RAFT)聚合操作，洗脱掉模板分子后得到氧化石墨烯表面分子印迹复合材料。用该氧化石墨烯表面分子印迹复合材料修饰玻碳电极构建电化学传感器，可用于4‑甲基乙卡西酮(4‑MEC)的电化学检测，具有稳定性好、特异性强、灵敏度高、操作简单等优点。

技术领域

本发明涉及的是一种电化学传感领域的技术，具体是一种用于检测毒品及新精神活性物质的氧化石墨烯(GO)表面分子印迹复合材料、制备方法和应用。

背景技术

新精神活性物质，又称“策划药”或“实验室毒品”，是不法分子为逃避打击而对管制毒品进行化学结构修饰得到的毒品类似物，具有与管制毒品相似或更强的兴奋、致幻、麻醉等效果，已成为继传统毒品、合成毒品后全球流行的第三代毒品。4-甲基乙卡西酮(4-MEC)，是一种近年来在英、美、澳等国家较为流行的新兴的合成类兴奋剂，属于合成卡西酮类物质，是管制精神药物卡西酮和甲卡西酮的衍生物。目前滥用4-MEC导致精神错乱和死亡的案例已有报道，我国从2014年1月1日起，将其列为第一类精神药品进行管制。目前4-MEC的检测方法主要集中在色谱法，其它类型的检测手段仍存在较大空白。

基于表面分子印迹石墨烯复合材料的电化学传感器，大多还是在有机溶剂中制备的，因而在有机相体系中具有好的识别性能，在水性体系中的识别能力大大下降，极大的限制了传感器在血液、尿液等生物检材领域中的应用。现有表面分子印迹聚合物制备方法一方面需要提前将合成的聚合物进行研磨和筛分，过程费时、费力、吸附结合位点损失较多，而且得到的无定形颗粒的粒径不均匀，会降低印迹过程中的传质效率；另一方面由于聚合物的高度交联结构，会致使其内部印迹空穴可接近性差，影响印迹效率。

现有技术如《用于检测内分泌干扰物的氧化石墨烯分子印迹聚合物平台》(Y.Li,X.Li,C.Dong,J.Qi,X.Han,“A graphene oxide-based molecularly imprinted polymerplatform for detecting endocrine disrupting chemicals”,Carbon 2010,48,3427-3433.)中记载了一种方法，将可逆加成-断裂链转移试剂以共价键形式固定在石墨烯的方案是利用氯化亚砜先将氧化石墨烯表面的羧基转化为酰氯，再与2-羟乙酯-2’-溴异丁酸通过酰化反应后引入溴原子，格式试剂苯基溴化镁先与二硫化碳反应引入二硫代酯后与溴原子反应得到二硫代酯类可逆加成-断裂链转移试剂共价修饰的氧化石墨烯，该方法不仅操作复杂，而且使用到二硫化碳发反应过程中会有大量恶臭气味放出。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种氧化石墨烯表面分子印迹复合材料、制备方法和应用，这种复合材料以氧化石墨烯(GO)为载体，表面含有与4-甲基乙卡西酮(4-MEC)形状、尺寸相匹配空穴的亲水性分子印迹聚合物。这种复合材料的制备方法以4-甲基乙卡西酮(4-MEC)为模板分子，2-[十二烷硫基(硫代羰基)硫基]-2-甲基丙酸共价修饰的氧化石墨烯作为大分子链转移试剂，加入引发剂、交联剂及亲水性单体，通过严格的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合操作，洗脱掉模板分子后得到氧化石墨烯表面分子印迹复合材料。用该氧化石墨烯表面分子印迹复合材料修饰玻碳电极构建电化学传感器，可用于4-甲基乙卡西酮(4-MEC)的电化学检测，具有稳定性好、特异性强、灵敏度高、操作简单等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种氧化石墨烯表面分子印迹复合材料，包括：氧化石墨烯、2-[十二烷硫基(硫代羰基)硫基]-2-甲基丙酸、聚甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯和与4-甲基乙卡西酮(4-MEC)形状尺寸与印迹一致的空穴。