[发明专利]一种快速检测三聚氰胺的分子印迹光子晶体水凝胶膜

说明书

本发明涉及一种快速检测三聚氰胺的分子印迹光子晶体水凝胶膜，属于材料化学和分析检测领域。本发明利用光子晶体与分子印迹技术相结合，制备了具有三维有序排列大孔结构的对三聚氰胺分子特异性识别的分子印迹光子晶体凝胶膜。随着三聚氰胺的含量变化，布拉格衍射波长会随之红移，肉眼可分辨出颜色变化，根据该印迹光子晶体凝胶膜对目标分子的光谱响应变化，可实现对三聚氰胺的快速检测。该方法具有高灵敏度和选择性、低检出限的优点，以解决目前存在方法成本高，耗时长的缺点。

技术领域

本发明涉及一种快速检测三聚氰胺的分子印迹光子晶体水凝胶膜，具体地说，本发明利用光子晶体与分子印迹技术相结合，制备能对三聚氰胺快速准确、特异性识别的分子印迹光子晶体水凝胶膜。本发明属于材料化学和分析检测领域。

背景技术

三聚氰胺（Melamine），IUPAC命名为2, 4, 6-三氨基-1, 3, 5-三嗪。简称三胺，又称密胺、氰尿酞胺、三聚酞胺、蛋白精，是一种重要的三嗪类含氮杂环有机化工材料，被广泛应用于塑料、木材加工、皮革制造 、医疗、电气等行业。三聚氰胺进入人体后会水解成三聚氰酸，三聚氰酸与三聚氰胺能形成不溶性的结晶复合物，从而导致膀胱炎、肾衰竭，严重甚至能导致尿石症及膀胱癌。由于三聚氰胺具有高达66.7 %的含氮量并且价格低廉，故常被不法商贩添加到牛奶、奶粉等食品中提高含氮量，以造成高蛋白含量的假象。

传统检测牛奶中蛋白含量的凯氏定氮法只能测定氮的总量，却并不能有效区分氮的来源和种类。现有的痕量三聚氰胺分析方法主要包括高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱联用检测法（GC-MS）、高效液相色谱-质谱法（HPLC-MS）、酶联免疫吸附法（ELISA），这些方法需要昂贵精密的仪器、专门训练的技术人员、需要复杂的样品处理、检测耗时长、成本较高，难以推广至消费者个人的使用及大批量现场快速筛选检测。因此如果能建立一种对三聚氰胺更为简便快捷且灵敏度符合日常分析要求的方法是具有非常良好的前景及实际应用意义。

分子印迹技术（molecularly imprinted technique, MIT），是指以某一特定的目标分子（模板分子、印迹分子）为模板，制备对该分子有特异选择性识别能力的聚合物的技术。基本制备过程如下：首先，模板分子与功能单体通过共价或非共价键作用相互结合，成为预组装过程，形成主客体配合物；然后通过功能单体与交联剂共聚，将主客体配合物固定；最后，除去模板分子，得到分子印迹聚合物。模板分子与功能单体接触时会形成多重作用位点，通过聚合过程就会将这些作用位点记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子形状和功能基团空间位置相匹配的具有多重作用点的印迹空穴，这些印迹空穴对模板分子具有特异识别性。

光子晶体是指介质材料在空间上按照一定的周期性顺序排列形成的有序结构材料，是介电常数呈周期性排布的材料，其对光的衍射符合布拉格公式：λmax=2d(n-sin2θ)1/2，其中，λmax为最大吸收波长，n为平均折射率，d为晶面间距，θ为入射角。以蛋白石光子晶体为模板，将新的材料填充在光子晶体缝隙中固化，再去除蛋白石模板，即可得到反蛋白石结构的光子晶体。由于光子晶体的孔结构对可见光的衍射服从布拉格衍定律，因此我们可以从表面观察到由其衍射平面的孔间距所决定的单一结构色，因此光子晶体可以提供一种快速简便、成本低、应用广泛的裸眼检测技术。

分子印迹技术具有很高的选择性，将分子印迹技术与光子晶体结合，制备出具有光子晶体有序孔结构的分子印迹膜，所制备的分子印迹光子晶体材料对目标物分子具有特异性识别响应。分子印迹光子晶体由相互贯通的有序大孔凝胶结构组成，凝胶的大孔壁结构中含有大量的具有分子识别特性的微孔结构。此外，三维有序的大孔具有较强的分子吸附能力，可富集目标分子并提高局部浓度，从而降低检出限。微孔对分子识别的过程可直接通过有序大孔的光子晶体衍射光信号表达出来，如果衍射光的位置移动较大，就会伴随着结构色的变化，可以方便地通过裸眼观察到，这是该技术的一个很大的优点。