一种光响应分子印迹材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于功能材料制备技术领域，涉及一种光响应分子印迹材料、制备方法及应用；首先制备改性的二氧化硅纳米粒子，然后制备光敏单体，最后将光敏单体和模板分子聚合到二氧化硅纳米粒子表面得到光响应分子印迹材料；本发明专利技术制备的光响应材料，可以解决传统吸附材料解离效率低的问题；该印迹材料具有与发明专利技术目标一致的明显的核壳结构；同时，本发明专利技术结合分子印迹材料与光响应智能材料的性能，成功的应用于水样中痕量磺胺二甲基嘧啶的富集/分离。样中痕量磺胺二甲基嘧啶的富集/分离。样中痕量磺胺二甲基嘧啶的富集/分离。

【技术实现步骤摘要】
一种光响应分子印迹材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于检测材料制备
，具体涉及一种光响应分子印迹材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]磺胺抗生素，作为一类传统抗菌药物，一直被广泛应用，尤其是在畜牧业领域经常被用作兽药。但由于其大量滥用，导致许多动物源性食品、自然水体和土壤中被检测出磺胺抗生素残留，将通过生态链影响人体内正常菌群，甚至会导致肾脏受损等健康危害。
[0003]分子印迹技术是利用分子印迹聚合物模拟酶
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底物或抗体
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抗原之间的相互作用，对目标分子进行专一识别的技术，制备的分子印迹聚合物可作为固相萃取剂，特异性分离/富集目标物。但是，分子印迹材料的制备过程中，去除模板分子通常需要较长的周期，效率低。为了解决这个问题，近年来，利用外界刺激(温度、pH和光等条件)来控制吸附和洗脱，刺激响应印迹材料已成为了研究热点。
[0004]光响应性印迹材料的制备方法是将光敏基团引入聚合物中，其中偶氮苯发色团的研究比较多。光响应原理是偶氮苯结构在光辐照下会发生顺反异构，其中反式结构比较稳定，但在紫外光照射下会由反式结构向顺式结构转变。顺式结构不稳定，在黑暗或可视光照下会迅速向反式结构转变。光响应印迹材料就是利用其发生顺反异构这一原理实现对目标分子特异性识别和释放。当聚合物暴露在紫外光照条件下时其反式结构转变成了顺式结构，由此导致了目标分子和聚合物之间的作用力被破坏，从而目标分子被释放出来。当聚合物再次暴露在可视光照射下，其顺式结构会恢复为反式结构，印迹空腔也被恢复到原来的样子，可以利用光照来调控目标分子的吸附和释放。光响应性印迹材料既提高了去除模板分子的效率，同时光敏单体的引入，也提升了印迹材料的选择性能。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的分子印迹材料去除模板分子效率低、选择性差的问题，本专利技术提供了一种基于5
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[(4
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(甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)苯)二氮烯]间苯二酸的光响应分子印迹材料及其制备方法，制备出的印迹纳米颗粒表现出良好的光响应性、选择性，解决现有方法制备印迹纳米粒子效率低和选择性差的问题。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种光响应分子印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]步骤1：二氧化硅的制备：取去离子水于烧瓶中，加入无水乙醇进行混合，加入磁力搅拌转子搅拌后，加入氨水，搅拌5min后，将正硅酸四乙酯的乙醇溶液缓慢滴入烧瓶，反应10h后，离心，用水和乙醇清洗3次，干燥，备用；
[0009]步骤2：二氧化硅表面接枝改性：将步骤1中制备的二氧化硅超声分散在甲苯中，再加入硅烷偶联剂，通氮气，加热反应48h后，离心，用水和乙醇清洗3次，干燥，备用，记为SiO2@MPS；
[0010]步骤3：光敏单体5
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[(4
‑
(甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)苯)二氮烯]间苯二酸的合成：将5
‑
氨基异酞酸和氢氧化钠溶解于去离子水中，在冰浴和搅拌条件下加入亚硝酸钠溶液，并搅拌10min；再逐滴加入盐酸溶液，冰浴反应1h，得到混合溶液A；然后，取另一个烧瓶加入苯酚和氢氧化钠的水溶液，在0℃冰水浴中进行搅拌，得溶液B；将混合溶液A用塑料滴管逐滴加入到溶液B中，滴加完成后继续在冰水浴中搅拌3h，待反应结束后，用4mol
·
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‑1的盐酸进行中和，沉淀出粗产物；粗产物由乙醇水溶液重结晶得到中间产物，记为HPDIA；
[0011]将三乙胺、二甲氨基吡啶和HPDIA溶于四氢呋喃中，并置于冰水浴中冷却至0℃，加入甲基丙烯酸酐，常温反应24h；反应结束后，将溶剂蒸发，加入去离子水；再用盐酸将溶液中和，收集沉淀得到粗产物；粗产品经乙醇水溶液重结晶后得到光敏单体5
‑
[(4
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(甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)苯)二氮烯]间苯二酸，记为MAPDIA。
[0012]步骤4：光响应分子印迹材料的制备：首先，将添加模板分子磺胺二甲基嘧啶和MAPDIA完全溶解于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，在黑暗中预聚合12h，得预聚合溶液；在烧瓶中，用超声波将步骤2中表面接枝后的SiO2@MPS分散到预聚合溶液中；不断搅拌并混合均匀；然后，加入甲基丙烯酸乙二醇酯和偶氮二异丁腈，并用氮气脱气30分钟；最后，于70℃避光反应24h，反应结束后离心洗涤并干燥，索氏提取48h，真空干燥，备用，记为MIPs。
[0013]进一步地，在步骤1中，所述去离子水、无水乙醇、氨水、正硅酸四乙酯、无水乙醇的用量分别为45
‑
55mL，45
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55mL，5
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15mL，3
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7mL，5
‑
15mL。
[0014]进一步地，在步骤2中，所述二氧化硅、甲苯、硅烷偶联剂的用量比为0.3
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0.5g：80
‑
120mL：3
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7mL。
[0015]进一步地，在步骤3中，去离子水、5
‑
氨基异酞酸、氢氧化钠、亚硝酸钠溶液、盐酸溶液、苯酚、氢氧化钠、三乙胺、二甲氨基吡啶、HPDIA、四氢呋喃、甲基丙烯酸酐、去离子水的用量比为20
‑
40mL，4
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6g，50
‑
60mmol，5
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15mL，20
‑
40mL，2
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4g，80
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120mmol、1
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3mL，0.2
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0.3mmol，1
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2g，40
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60mL，0.8
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1.5mL，80
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120mL。
[0016]进一步地，在步骤5中，磺胺二甲基嘧啶、MAPDIA、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二氧化硅、甲基丙烯酸乙二醇酯、偶氮二异丁腈的用量比为20
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40mg，130
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150mg，40
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60mL，0.5
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1.5g，0.3
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0.5mL，10
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30mg。
[0017]所述的光响应分子印迹材料的制备方法制备的光响应分子印迹材料。
[0018]所述光响应分子印迹材料用于检测、富集或分离水样中的磺胺二甲基嘧啶。
[0019]本专利技术的有益效果如下：
[0020](1)基于载体表面合成分子印迹材料，能使制备的材料具有大的比表面积和良好的吸附能力，能富集/分离痕量实际样品中的磺胺二甲基嘧啶。
[0021](2)引入光敏性单体5
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[(4
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(甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)苯)二氮烯]间苯二酸，它可以发生光致异构化的偶氮苯结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光响应分子印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：二氧化硅的制备：取去离子水于烧瓶中，加入无水乙醇进行混合，加入磁力搅拌转子搅拌后，加入氨水，搅拌5min后，将正硅酸四乙酯的乙醇溶液缓慢滴入烧瓶，反应10h后，离心，用水和乙醇清洗3次，干燥，备用；步骤2：二氧化硅表面接枝改性：将步骤1中制备的二氧化硅超声分散在甲苯中，再加入硅烷偶联剂，通氮气，加热反应48h后，离心，用水和乙醇清洗3次，干燥，备用，记为SiO2@MPS；步骤3：光敏单体5
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(甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)苯)二氮烯]间苯二酸的合成：将5
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氨基异酞酸和氢氧化钠溶解于去离子水中，在冰浴和搅拌条件下加入亚硝酸钠溶液，并搅拌10min；再逐滴加入盐酸溶液，冰浴反应1h，得到混合溶液A；然后，取另一个烧瓶加入苯酚和氢氧化钠的水溶液，在0℃冰水浴中进行搅拌，得溶液B；将混合溶液A用塑料滴管逐滴加入到溶液B中，滴加完成后继续在冰水浴中搅拌3h，待反应结束后，用4mol
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‑1的盐酸进行中和，沉淀出粗产物；粗产物由乙醇水溶液重结晶得到中间产物，记为HPDIA；将三乙胺、二甲氨基吡啶和HPDIA溶于四氢呋喃中，并置于冰水浴中冷却至0℃，加入甲基丙烯酸酐，常温反应24h；反应结束后，将溶剂蒸发，加入去离子水；再用盐酸将溶液中和，收集沉淀得到粗产物；粗产品经乙醇水溶液重结晶后得到光敏单体5
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(甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)苯)二氮烯]间苯二酸，记为MAPDIA。步骤4：光响应分子印迹材料的制备：首先，将添加模板分子磺胺二甲基嘧啶和MAPDIA完全溶解于N,N
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二甲基甲酰胺中，在黑暗中预聚合12h，得预聚合溶液；在烧瓶中，用超声波将步骤2中表面接枝后的SiO2@MPS分散到预聚合溶液中；不断搅拌并混合均匀；然后，加入甲基丙烯酸乙二醇酯和偶氮二异丁腈，并用氮气脱气30分钟；最后，于70℃避光反应24h，反应结束后离心洗涤并干燥，索氏提取48h，真空干燥，备用，记为MIPs。2.根据权利要求1所述的光响应分子印迹材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述去离子水、无水乙醇、氨水、正硅酸四乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐婉珍，王宁伟，宋广三，佀豪杰，宋菲，张文文，黄卫红，杨文明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：