一种利用可显色印迹胶体薄膜检测目标物的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用可显色印迹胶体薄膜检测目标物的方法，其通过带滚珠的容器将含有待测物的待测溶液涂覆于可显色印迹胶体薄膜上，通过观察可显色印迹胶体薄膜是否变色，从而判定待测物是否包含有目标物。按照本发明专利技术的检测目标物的方法能够彻底摆脱实验室环境限制以及昂贵的时间、物力、人力成本，实现检测人员、场地随意性，并得到特异性强、灵敏度高的裸眼定性/定量，实时检测结果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，其通过带滚珠的容器将含有待测物的待测溶液涂覆于可显色印迹胶体薄膜上，通过观察可显色印迹胶体薄膜是否变色，从而判定待测物是否包含有目标物。按照本专利技术的检测目标物的方法能够彻底摆脱实验室环境限制以及昂贵的时间、物力、人力成本，实现检测人员、场地随意性，并得到特异性强、灵敏度高的裸眼定性/定量，实时检测结果。【专利说明】
本专利技术涉及，属于分析化学领域。
技术介绍
因对环境、人体及公共安全均的损害，对于以2，4，6-三硝基甲苯(TNT)为代表的芳香环类硝基化合物；以雌酮为代表的内分泌干扰物类；以甲氟膦酸异丙酯(沙林)、0-1，2，2-三甲基丙基甲氟膦酸酯(梭曼)为代表的含磷神经毒物类的检测方法，相关研究历史悠久，种类多样。以TNT为例，如被应用多年的高效液相色谱法，以及近些年出现的悬臂微传感器等，都达到了很好的测量效果。但是，这些方法所用仪器昂贵，体积笨重，对检测环境要求苛刻，所用试剂纯度要求高，检测响应时间长，需要高昂的仪器购置、保养费用，同时需要对测量、维护人员进行必要的专业培训，投入一定的时间及资金成本。 光子晶体是指具有光子带隙特性的人造周期性电介质结构，具有波长选择功能，可以有选择的反射某个波长的光，被广泛地应用于生物化学传感器中。当这个波段恰好处于可见光范围，即可使该光子晶体结构产生特定的颜色。当这种结构可发生规律性的变化时，如组成光子晶体的微球体积随着检测物的浓度增高而逐渐增大，即产生浓度依赖性溶胀，进而光子晶体的结构色也会产生规律的改变，并以此完成定量/定性测量。然而，光子晶体的低选择性却成为了其限制因素。于是，人们尝试将其与分子印迹技术相结合分子，以得到具有高选择性，高灵敏度，应用范围广的便携智能光学传感器。分子印迹是指在聚合物内制备模板形状空穴，使之对模板分子具有记忆功能以实现特异性分子识别的技术。同时，结合了这两种技术的光学传感器，其敏感度可受如离子强度、PH值、有机溶剂与水的比例等诸多因素得以提高，通过此种方法合成的可显色印迹胶体薄膜可用于检测相应的目标物，但是由于其使用环境受限于实验室，无法实现户外实时测量，实用价值很低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法能够彻底摆脱实验室环境限制以及昂贵的时间、物力、人力成本，实现检测人员、场地随意性，并得到特异性强、灵敏度高的裸眼定性/定量，实时检测结果。 为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案: ，包含如下步骤: (I)将预制检测溶液放入容器中，所述容器的开口处通过密封螺纹连接有可自由滚动的滚珠； (2)检测时，将待测物放入存储有预制检测溶液放入容器中，形成待测溶液； (3)所述容器的滚珠与所述可显色印迹胶体薄膜表面接触，通过滚动滚珠将待测溶液涂覆于可显色印迹胶体薄膜上； (4)待待测溶液自然挥发后，观察可显色印迹胶体薄膜的变色情况，从而判定待测物是否包含有目标物。 如果变色，则待测物中包含有目标物，如果可显色印迹胶体薄膜颜色不变，或达不到相应变色幅度，则不含目标物。 优选的是，如上所述的利用可显色印迹胶体薄膜检测目标物的方法中，所述目标物为芳香类硝基化合物、内分泌干扰物或含磷神经毒物类；更优选的是，目标物为2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、雌酮、甲氟膦酸异丙酯(沙林)或0-1，2，2-三甲基丙基甲氟膦酸酯(梭曼)。 优选的是，如上所述容器具有瓶盖，所述瓶盖与瓶身、走珠部分与瓶身分别通过螺纹连接，优点是使得容器具有密封性，以保证待测溶液在一段时间内不会挥发。优选的是，如上所述的容器，其瓶身具有可变形性，所述瓶身的材质可为聚对苯二甲酸乙二酯纯(PET)，高密度聚乙烯(HDPE)或聚碳酸酯(PC)。具有可变形性的瓶身的优点是方便待测溶液通过手动挤压瓶身的方式流出。 如上所述的预制检测溶液为有机溶剂(如甲醇/乙腈)-水无机盐溶液，或纯有机溶剂(如四氯化碳)，或纯水/无机盐溶液，所用溶剂种类、配比需要根据待测物加以确定。 优选的是，如上所述的可显色印迹胶体薄膜采用溶剂挥发垂直自组装方式制备得至IJ，利用此种方法制备得到的可显色印迹胶体薄膜具有高灵敏度和高选择性。具体制备方法包含如下步骤: (I)模板印迹胶体小球的制备 将目标物模板分子与酰胺类或丙烯酸类功能单体，以1:3?1:10的摩尔比例，溶于与与总反应体系体积比例为1:6?1:30，已除阻凝剂的甲基丙烯酸酯类单体中，超声20min,倒入85ml去离子水中，在氮气保护下搅拌加热至75?85°C,再加入与单体摩尔比例为1:40?1:150的过硫酸钾溶液，恒温搅拌35?55min，具体的时间、温度、反应物比例视具体检测要求及模板分子性质，综合考量后确定。将所得聚合物依次用甲醇-乙酸(v/v，6/4?8/2)溶液、甲醇、去离子水依次洗涤数次，离心、去除上层清液并重新超声分散洗剂，以除去模板分子模板及其它未反应完的试剂用以制备模板印迹胶体小球。其中，具体加入功能单体的种类、用量以及甲基丙烯酸甲酯单体的用量，以根据需印迹的模板分子种类与用量进行调整；同时，单体用量还决定了聚合物小球的粒径大小，即印迹胶体阵列的起始结构色，故其也可根据需要进行调整。当单体用量小时，所得聚合物小球粒径较小，结构色靠近蓝色区域；随着单体用量加大，小球体积增大，结构色由蓝依次转为青、绿、黄、橙、红、紫。此外，若模板本身带有可印迹位点较多，如硝基，则可适量降低功能单体的用量。可见光，即人眼可感知波长大约在390-700nm之间，而正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感。因为这种电磁波处于绿光区，所以可通过控制单体量，进而控制胶体微球粒径，最优化起始结构色为绿色，以得到更好的检测效果。甲醇-乙酸的比例视具体模板分子性质而定。使用有机溶剂洗脱模板时，要以不破坏甲基丙烯酸甲酯小球为原则来确定具体的清洗次数、时间、离心时间及离心转速。若用量或时间过少，则可能会造成大量模板残留，反之则易使球体塑化； (2)印迹胶体小球的自组装 以盖玻片为基片，将其浸泡到浓H2SO4-H2O2(v/v，7/3)溶液中进行亲水化处理，用去离子水洗净吹干，直至盖玻片表面可自然铺展为均匀水膜，再将之垂直架于玻璃缸上，力口入0.1?0.4% (w/w)分子印迹胶体小球溶液，并置于培养箱中，在20?40°C、湿度30?70%的恒温恒湿条件下使溶液匀速挥发。在此过程中，小球通过表面张力缓慢地自组装于基片上，进而获得具有良好机械强度的分子印迹胶体阵列。其中，所用聚合物溶液的浓度要依据小球的粒径进行适当的调整，而温度和湿度也要对聚合物溶液浓度以及溶液体积加以权衡，以得到合适的液体挥发速度，从而控制页面匀速下降随之得到高质量的自组装胶体阵列； (3)印迹胶体阵列的固化 将胶带粘于该分子印迹胶体阵列上，将粘有分子印迹胶体阵列的胶带从盖玻片上揭下。所选取胶带本身在有机溶剂检测环境下有一定的稳定性，且本身颜色、材质不得干扰检测结果； (4)可显色印迹胶体薄膜的预处理 根据每次实际测量需要的大小进行剪裁，并浸没于盛有去离子水的容器中，测量时从其中直接取出晾干使用即可。 本专利技术的有益效果: (I)本专利技术中使用的容器小巧，方便携带，内置待测溶液，真正实现了随身携本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用可显色印迹胶体薄膜检测目标物的方法，包含如下步骤： (1)将预制检测溶液放入容器中，所述容器开口处通过密封螺纹连接可自由滚动的滚珠； (2)检测时，将待测物放入存储有预制检测溶液放入容器中，形成待测溶液； (3)所述容器的滚珠与所述可显色印迹胶体薄膜表面接触，通过滚动滚珠将待测溶液涂覆于可显色印迹胶体薄膜上； (4)待待测溶液自然挥发后，观察可显色印迹胶体薄膜的变色情况，从而判定待测物是否包含有目标物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟子晖，芦薇，薛敏，薛飞，王丰彦，王秋鸿，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11