诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：1)将六水合氯化铁溶于水，除氧、搅拌，加入四水合氯化亚铁、氢氧化钠溶液加热进行反应，得到A物质；2)将A物质与3‑氨丙基三乙氧基硅烷在乙醇‑水溶液中反应，得到表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子；3)将表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子、诺氟沙星、多巴胺加入乙醇‑水溶液中进行反应，得到B物质；4)将B物质先用乙醇‑乙酸溶液洗涤，再用水洗涤，真空干燥，得到诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子。该方法能有效提高目标纳米粒子的超顺磁性和选择性。本发明专利技术还公开了通过该方法制得的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子及其在诺氟沙星的检测和分离中的应用。

Preparation and Application of Norfloxacin Magnetic Molecularly Imprinted Nanoparticles

The invention discloses a preparation method of magnetic molecularly imprinted nanoparticles of norfloxacin, which comprises the following steps: 1) dissolving ferric chloride hexahydrate in water, deoxidizing, stirring, adding ferrous chloride tetrahydrate and sodium hydroxide solution to heat and react to obtain substance A; 2) mixing substance A with 3 aminopropyl triethoxysilane in ethanol; Substance B was obtained by adding surface amino silylated ferric oxide nanoparticles, norfloxacin and dopamine into ethanol-water solution. Substance B was first washed with Ethanol-Acetic acid solution, then washed with water and dried in vacuum. Norfloxacin magnetic molecularly imprinted nanoparticles were obtained. This method can effectively improve the superparamagnetism and selectivity of target nanoparticles. The invention also discloses norfloxacin magnetic molecularly imprinted nanoparticles prepared by the method and its application in the detection and separation of norfloxacin.

【技术实现步骤摘要】
诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法及应用
本专利技术涉及食品分析检测功能材料制备领域，具体涉及一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法。本专利技术还涉及一种通过该方法制得的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子及其在诺氟沙星分子富集和检测中的应用。
技术介绍
诺氟沙星是第三代喹诺酮类抗菌药——一类具有6-氟-7-哌嗪-4-诺酮环结构的广谱抗菌药物，通常作用于细菌DNA螺旋酶的A亚单位，抑制DNA的合成和复制而产生抗菌作用。相对于第一、二代喹诺酮类抗菌药，第三代喹诺酮类的抗菌谱进一步扩大，对葡萄球菌等革兰氏阳性菌也有抗菌作用，对一些革兰氏阴性菌的抗菌作用则进一步加强，在乳畜饲养业中得到了广泛的应用。亚治疗浓度的诺氟沙星通常被用作饲料喂养乳畜，以促进生长，减少死亡。诺氟沙星的使用不当会导致市场上出售的乳制品中有诺氟沙星残留，长期摄入不仅导致人体耐药性、发育毒性、引起三致作用(致癌、致畸、致突变)，还会给环境带来生态危害等问题。因此，建立有效的处理手段以选择性地富集分离环境或食品中残留的诺氟沙星类抗生素是极为迫切的。利用分子印迹技术合成的分子印迹聚合物(MolecularImprintedPolymers，MIPs)通常利用模板分子与功能单体之间的共价键或非共价键结合形成主客体配合物，再用交联剂的聚合作用形成包覆配合物的立体结构，经过洗脱解离模板分子后形成分子印迹孔穴，可对模板分子进行特异性识别和吸附。磁分子印迹聚合物(MagneticMolecularImprintedPolymers，MMIPs)是利用磁纳米粒子作为载体，通过分子印迹技术在磁纳米粒子表面形成一层带有分子印迹孔穴的分子印迹层。磁分子印迹纳米粒子具有制备简单、成本低廉、可重复利用等优点，在外加磁场作用下能够快速有效地识别和富集分离目标物。然而，磁性分子印迹聚合物应用于诺氟沙星等喹诺酮类抗菌药的检测或分离鲜有报道，而已有的诺氟沙星磁性分子印迹聚合物尺寸较大，且制备方法复杂、耗时长、成本高，对环境污染严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的诺氟沙星磁性分子印迹聚合物尺寸较大，制备方法复杂、成本高，对环境污染严重的问题，提供一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，具有制备方法简单、成本低、利于产业化推广的优点。本专利技术还提供了一种通过该方法制得的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子及其在诺氟沙星检测或富集分离中的应用，该纳米粒子具有更高的超顺磁性和对诺氟沙星分子的选择性，对诺氟沙星具有更高的富集分离效果，有效提高对诺氟沙星的检测敏感性。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：1)将六水合氯化铁溶于水，除氧、搅拌，加入四水合氯化亚铁、氢氧化钠溶液加热进行反应，用磁性器具分离收集得到A物质，用水洗涤后，真空干燥后待用；2)将A物质经四甲基氢氧化铵活化后，与3-氨丙基三乙氧基硅烷在乙醇-水溶液中反应，得到表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4@NH2NPs)；3)将表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子、诺氟沙星、多巴胺加入乙醇-水溶液中进行反应，用磁性器具分离收集得到B物质；4)将B物质先用乙醇-乙酸溶液洗涤，再用水洗涤，真空干燥，得到诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子(MMIPsNPs)。优选地，在所述步骤1)中，在每100mL水中，加入六水合氯化铁4.5-5.5g，溶解后，加入四水合氯化亚铁1.5-2.5g、2mol/L的氢氧化钠溶液37.5-42.5mL。进一步地，在所述步骤1)中，以通入氮气的方法进行除氧；以500-600转/分钟的转速进行搅拌；加热的温度为75-85℃；反应时间0.5-1.5小时；反应结束后，冷却至室温后收集A物质；所述磁性器具为钕铁硼强磁铁；所述洗涤方式为超声洗涤，洗涤至pH值7-7.5后真空干燥。优选地，在所述步骤2)中，所述乙醇-水溶液中水与乙醇的体积比为1：1，在每120mL所述乙醇-水溶液中加入所述A物质0.5-1g、3-氨丙基三乙氧基硅烷2-5mL。进一步地，在所述步骤2)中，所述反应的条件为：温度30-60℃，以300-400转/分钟的转速进行搅拌，反应时间7-12小时。优选地，在所述步骤3)中，所述乙醇水溶液中水和乙醇的体积比为1:1，在每100mL所述乙醇水溶液中加入诺氟沙星0.012-0.018g、多巴胺0.1-0.2g、所述表面氨基硅烷化Fe3O4纳米粒子0.3-0.75g。进一步地，在所述步骤3)中，所述反应的条件为：温度20-30℃，以250-350转/分钟的转速进行搅拌，反应时间1-3小时；所述磁性器具为钕铁硼强磁铁。优选地，在所述步骤4)中，所述乙醇-乙酸溶液中乙醇与乙酸的体积比为(95:5)-(98:2)；所述用乙醇-乙酸溶液洗涤和所述用水洗涤的洗涤方式均为超声洗涤。本专利技术第二方面提供一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子，该纳米粒子通过本专利技术第一方面所述的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法制得。本专利技术第三方面提供一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子在诺氟沙星的检测或富集分离中的应用。具体地，利用诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子对诺氟沙星分子的选择性,实现与诺氟沙星分子的结合，利用其超顺磁性实现其分离，实现诺氟沙星的富集分离。诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子选择性吸附后的诺氟沙星的浓度得到明显提高，检测的敏感性得到了大幅度的提升。通过上述技术方案，本专利技术的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，利用最常见的试剂与铁盐混合并反应，以诺氟沙星为模板分子，经过优化处理，来制备诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子，利用多巴胺在室温下弱碱性条件中可氧化自聚合的特性，无需使用其他有毒有害试剂，降低了对环境污染。而现有的诺氟沙星磁性分子印迹聚合物制备方法中需使用功能单体MAA(甲基丙烯酸)、交联剂EGDMA(二甲基丙烯酸乙二醇酯)、引发剂AIBN(偶氮二异丁腈)和溶剂如甲醇和乙腈等有毒有害试剂，对环境的污染严重。表面氨基硅烷化Fe3O4纳米粒子的合成采用共沉淀法，合成的表面氨基硅烷化Fe3O4纳米粒子纯净且具备一定的尺寸可控性，通过颗粒间静电排斥作用减少颗粒间的团聚，增加分散性。整个过程操作简便、时间短、成本低、对环境危害小，便于产业化推广。本专利技术的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子，尺寸仅为14.06nm，具有良好的超顺磁性和对诺氟沙星的选择性，更适用于在复杂的食品基质中对诺氟沙星进行磁性富集分离。本专利技术的产品提高了对诺氟沙星的富集分离效率，可直接或者经洗脱后利用分析检测仪器进行检测，能有效提高检测的敏感性，起到缩短分析时间，提高分析效率的作用。附图说明图1是本专利技术的一个实施例所得到的Fe3O4NPs(四氧化三铁纳米粒子)、Fe3O4@NH2NPs、MMIPsNPs的透射电镜图；图2是本专利技术的一个实施例所得到的Fe3O4NPs、Fe3O4@NH2NPs、MMIPsNPs的傅里叶红外光谱图；图3是本专利技术的一个实施例所得到的Fe3O4NPs、Fe3O4@NH2NPs、MMIPsNPs的振动样品磁强计图谱；图4是本专利技术一个实施例的MMIPsNPs与MNIPsNPs(磁性非分子印迹纳米粒子)对不同浓度的诺氟沙星吸附容量对照图；图5是本专利技术一个实施例的MMIPsNPs与MNIPsNPs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将六水合氯化铁溶于水，除氧、搅拌，加入四水合氯化亚铁、氢氧化钠溶液加热进行反应，用磁性器具分离收集得到A物质，用水洗涤后，真空干燥后待用；2)将A物质经四甲基氢氧化铵活化后，与3‑氨丙基三乙氧基硅烷在乙醇‑水溶液中反应，得到表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子；3)将表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子、诺氟沙星、多巴胺加入乙醇‑水溶液中进行反应，用磁性器具分离收集得到B物质；4)将B物质先用乙醇‑乙酸溶液洗涤，再用水洗涤，真空干燥，得到诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将六水合氯化铁溶于水，除氧、搅拌，加入四水合氯化亚铁、氢氧化钠溶液加热进行反应，用磁性器具分离收集得到A物质，用水洗涤后，真空干燥后待用；2)将A物质经四甲基氢氧化铵活化后，与3-氨丙基三乙氧基硅烷在乙醇-水溶液中反应，得到表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子；3)将表面氨基硅烷化四氧化三铁纳米粒子、诺氟沙星、多巴胺加入乙醇-水溶液中进行反应，用磁性器具分离收集得到B物质；4)将B物质先用乙醇-乙酸溶液洗涤，再用水洗涤，真空干燥，得到诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子。2.根据权利要求1所述的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，在每100mL水中，加入六水合氯化铁4.5-5.5g溶解，加入四水合氯化亚铁1.5-2.5g、2mol/L的氢氧化钠溶液37.5-42.5mL。3.根据权利要求2所述的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，以通入氮气的方法进行除氧；加热的温度为75-85℃；以500-600转/分钟的转速进行搅拌；反应时间0.5-1.5小时；反应结束后，冷却至室温后收集A物质；所述磁性器具为钕铁硼强磁铁；所述洗涤方式为超声洗涤，洗涤至pH值为7-7.5后真空干燥。4.根据权利要求1所述的诺氟沙星磁性分子印迹纳米粒子的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述乙醇-水溶液中水与乙醇的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘霞，黄昭，高婉茹，曹亚男，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43