一种半共价介孔荧光分子印迹复合材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于荧光复合材料制备及食品安全检测技术领域，具体涉及一种半共价介孔荧光分子印迹复合材料的制备方法及应用。该制备方法通过以下步骤实现：制备量子点

【技术实现步骤摘要】
一种半共价介孔荧光分子印迹复合材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于介孔荧光复合材料制备及食品安全检测
，具体涉及一种介孔荧光分子印迹复合材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]双酚A可用于生产环氧树脂和聚碳酸酯等高分子有机材料，已广泛用于牛奶等纸质包装材料中以及饮水杯、奶瓶、罐头所用的密封胶中，双酚A制品的大规模生产，使得双酚A已广泛存在于人类的日常生活中并对人体健康产生不可避免的影响。研究表明，双酚A因其内分泌干扰性和致癌性，许多国家和地区已经出台了关于食品添加剂、食品包装材料中严禁使用双酚A的法规。目前双酚A的检测方法主要有气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、液相色谱法（LC）、液相色谱-质谱联用法（LC-MS）、酶联免疫法以及电化学传感器方法等。这些方法灵敏度固然很高，但检测耗时且仪器比较昂贵，需要专业人员操作，样品前处理也较繁琐，因此建立一种快速简便、特异性强、灵敏度高且对环境友好型的双酚A检测方法具有重要意义。
[0003]本专利技术通过半共价印迹法合成分子印迹模板前体-BPAP，增加了对双酚A的选择性和灵敏性，利用溶胶-凝胶法合成介孔荧光分子印迹聚合物，因其多孔性，传质速度快，达到吸附平衡所需时间短；聚合物对双酚A特异性强，碳点的稳定性好，且碳点的荧光测定操作简便，灵敏度高，因此介孔荧光分子印迹传感器检测快速、灵敏度高、操作简单、特异选择性应用于双酚A的检测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种应用于双酚A检测的半共价介孔碳点分子印迹荧光探针的制备方法，该方法将半共价分子印迹与荧光技术相结合，并引进介孔，通过溶胶-凝胶法合成印迹聚合物，建立基于碳点-分子印迹复合材料对双酚A的检测方法，对实际样品进行检测。
[0005]本专利技术还提供了一种半共价介孔荧光分子印迹高选择性高灵敏性复合材料的应用。
[0006]本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案为：本专利技术提供了一种半共价介孔荧光分子印迹复合材料的制备方法，，包括以下步骤：（1）量子点-碳点制备在三颈烧瓶中加入10 mL N-（β-氨乙基）-γ-溴化铵，并用氮气脱气，持续加热至一定温度，在剧烈搅拌下迅速加入无水柠檬酸，反应1min，停止加热，将混合溶液自然冷却至室温，用有机溶剂洗涤三次，收集纯化的碳点，最后将纯化的碳点分散在适量的乙醇中，得CDs乙醇分散液，并避光保存在4 ℃下；（2）分子印迹模板前体-BPAP制备在圆底烧瓶中，将双酚A和异氰酸丙基三乙氧基硅烷分散在四氢呋喃中，并在一定温度
mg L-1
，采用3倍信噪比（S/N=3）计算该方法的最低检出限为0.016 mg L-1
。
[0018]本专利技术通过溶胶凝胶法合成分子印迹聚合物，在此基础上又引进了介孔性质和碳点三者相结合，一方面增加了双酚A的选择性，一方面又提高了灵敏度，合成对目标物具有荧光响应的介孔荧光分子印迹材料，从而在此基础上建立检测双酚A的新方法，最终将合成的复合材料应用于实际样品中双酚A的检测，旨在建立对食品及包装材料中双酚A具有高灵敏度和高选择性的快速检测方法。
[0019]本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术利用分子印迹聚合物的高选择性，由于传统分子印迹聚合物存在的弊端，其材料的高交联度以及刚性结构会在一定程度上限制聚合物与目标物的结合，而通过半共价印迹法合成的聚合物识别能力强、传质速率快、合成的聚合物专一性强且适合快速识别的特点应用本实验分子印迹模板前体-BPAP和后续CDs@MIP聚合物的合成。
[0020]（2）分子印迹聚合物选择性虽然有所提高，但在一定程度上会削弱量子点的灵敏度，很难保证每一个印迹腔被量子点所包围，为了在一定程度上减轻这些不利因素的干扰，本实验使用介孔材料作为支持载体。介孔材料具有多孔性，所以利用介孔二氧化硅颗粒创建了一个由纳米大小的通道组成的密闭网络，减小扩散距离，从而实现对模板分子的快速吸附。
[0021]（3）本专利技术提供的荧光分子印迹聚合物结合了荧光检测技术的高灵敏度和分子印迹聚合物的高选择性，在复杂基质中检测痕量物质展现出明显的优势。目前关于分子印迹聚合物的研究均与半导体量子点结合，这些半导体量子点大多用重金属合成，对人和环境的毒害较大。碳点作为绿色新型量子点，其低毒性、生物相容性、稳定性、易于合成等优点与分子印迹技术结合应用于本实验中对目标物呈现高选择性高灵敏度检测。
[0022]（4）本专利技术制备的材料可直接用于实际样品检测，不需要前处理设备，有效降低了检测成本，减少检测时间。
附图说明
[0023]图1为CDs@MIP材料的扫描电镜和透射电镜图。
[0024]图2为CDs@MIP、CDs@NIP和BPAP材料的红外光谱图。
[0025]图3为CDs@MIP材料的可重复应用性图。
[0026]图4为CDs@MIP材料的对双酚A的选择吸附性图。
[0027]图5为CDs@MIP和CDs@NIP对0.5 mg L-1
双酚A及其结构类似物、苯酚和对苯二酚等的选择性吸附图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术上述特征和优点更加清楚和容易理解，下面将结合附图对本专利技术的实施方案作进一步详细描述。
[0029]下列实施实例中所涉及试剂如无特殊说明均为市售，使用前未经任何处理，印迹模板前体-BPAP、介孔荧光分子印迹材料（CDs@MIP）和介孔荧光非分子印迹聚合物（CDs@NIP）均为自己合成，合成后分散于无水乙醇溶液中备用。
[0030]实施例1
一种应用于双酚A检测的半共价介孔碳点分子印迹荧光探针的制备方法，对模板分子、功能单体和交联剂之间的配比进行优化，步骤为：（1）在100 mL三颈烧瓶中加入10 mL N-（β-氨乙基）-γ-溴化铵 （AEAPMS），并用氮气脱气5分钟，除去反应容器中的氧气，并持续加热至240 ℃，在剧烈搅拌下迅速加入0.5 g无水柠檬酸，在此温度下反应1分钟，停止加热，将混合溶液自然冷却至室温，用石油醚洗涤三次，收集纯化的碳点。最后将纯化的碳点分散在100mL乙醇中，并避光保存在4 ℃下进行下一步实验；（2）在圆底烧瓶中，将0.01 mol双酚A和0.02 mol异氰酸丙基三乙氧基硅烷 (ICPTES)分散到25 mL无水四氢呋喃中，并在65 ℃氮气搅拌20小时。并通过旋转蒸发仪除去溶剂，收集所得油状液体，并保存在4 ℃冰箱内以备使用；（3）在250 mL圆底烧瓶中，加入10 mL乙醇和25 mL超纯水，剧烈搅拌下，将100 μL CDs和100 μL氨水加入到上述混合溶液中，然后用恒压滴液漏斗逐滴滴加100 μL TEOS和20 mL无水乙醇，并将所有反应物室温避光搅拌8小时。然后将APTES（0.2 mol，0.3 mol，0.4 mol）和0.1 mol模板分子前体-BPAP分散在30 mL甲醇中加入到上述反应体系中搅拌20分钟，随后加入1.5 mL十六烷基三甲基溴化铵水溶液(CTAB，0.2 M），0.2 mL NaOH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半共价介孔荧光分子印迹复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）量子点-碳点制备在三颈烧瓶中加入10 mL N-（β-氨乙基）-γ-溴化铵，并用氮气脱气，持续加热至一定温度，在剧烈搅拌下迅速加入无水柠檬酸，反应1min，停止加热，将混合溶液自然冷却至室温，用有机溶剂洗涤三次，收集纯化的碳点，最后将纯化的碳点分散在适量的乙醇中，得CDs乙醇分散液，并避光保存在4 ℃下；（2）分子印迹模板前体-BPAP制备在圆底烧瓶中，将双酚A和异氰酸丙基三乙氧基硅烷分散在四氢呋喃中，并在一定温度下氮气搅拌20小时，通过旋转蒸发仪除去溶剂，收集所得液体，将混合溶液储存在4 ℃温度下以备使用；（3）碳点-介孔分子印迹聚合物CDs@MIP制备a.在圆底烧瓶中，加入乙醇和超纯水组成混合溶液，并在剧烈搅拌下，向上述混合溶液中加入CDs乙醇分散液和氨水，然后用恒压滴液漏斗逐滴滴加交联剂和无水乙醇，所有反应均在黑暗中于室温下搅拌8小时；b.然后将功能单体和模板分子前体-BPAP分散在甲醇中并加入到上述反应体系中搅拌20分钟，随后加入1.5 mL十六烷基三甲基溴化铵溶液，0.2 mL NaOH溶液和交联剂，在室温下避光磁力搅拌12小时，进行超声离心分离，收集得到的产品，用水和甲醇交替洗涤直到在洗脱液中检测不出模板分子BPA为止，干燥后得碳点-介孔荧光分子印迹聚合物CDs@MIP。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述加热温度至240 ℃；所述柠檬酸在N-（β-氨乙基）-γ-溴化铵中的浓度为0.05 g/mL；所述有机溶剂为石油醚。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述双酚A为BPA，所述异氰酸丙基三乙氧基硅烷为ICPTES；所述双酚A和异氰酸丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1:2；所述双酚A在四氢呋喃中的浓度为0.4mol/L；反应加热温度为65 ℃；旋转蒸发所得液体为油状液体。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述功能单体为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述交联剂为正硅酸乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙华，张金娜，徐铭含，徐志祥，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：