[发明专利]一种分子印迹-碳化氮光催化模拟酶的制备方法

说明书

一种分子印迹‑碳化氮光催化模拟酶的制备方法，主要将具有光催化性能材料碳化氮(g‑C₃N₄)纳米材料与分子印迹(MIP)技术相结合，在碳化氮纳米材料表面形成了对TMB特异性结合的识别位点。所得到的MIP‑g‑C₃N₄光催化模拟酶对TMB具有良好的选择性，对血清、唾液等生物样品基体的抗干扰能力提升了100‑1000倍；其光催化能力与未印迹的g‑C₃N₄相比提升了2‑4倍。该MIP‑g‑C₃N₄光催化模拟酶制备方法简单，易于推广使用，在生物传感领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种分子印迹-碳化氮光催化模拟酶的制备方法，对复杂生物样品(如血清、唾液)具有良好的抗干扰能力，可用于环境分析、生物传感技术领域。

背景技术

人工模拟酶由于其稳定性高、合成成本低、易于回收及再利用而引起了人们越来越多的关注。人工模拟酶已应用于诸多领域，如生物传感(Chin.Chem.Lett.2017,28,1006-1012)，疾病治疗(Nat.Commun.2018,9,1440)，抗菌(Chem.Mater.2018,30,7027-7033)以及污染物降解(Nanomaterials 2018,8,451)等。类过氧化物模拟酶可以催化氧化底物如3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)和2,2'-联氮基-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)，产生可视化的信号，在生物传感中应用前景广泛。近年来，石墨相碳化氮(g-C₃N₄)由于具有良好的光学性能、无毒、成本低、易于制备，稳定性好等优点，已广泛用于光催化制氢、光催化降解、生物传感等。因此，g-C₃N₄有望成为一种光催化模拟酶的极好材料。然而，g-C₃N₄光催化模拟酶用于催化显色时易受到样品基体的影响。因此，有必要在碳化氮表面合成分子印迹聚合物(MIP)，以实现对底物的选择性氧化，并消除基体干扰。

发明内容

本发明的目的在于制备一种分子印迹-碳化氮(MIP-g-C₃N₄)光催化模拟酶，用于提高 g-C₃N₄的光催化能力及抗干扰能力。

本发明通过与分子印迹技术相结合，使用热聚合的方法将g-C₃N₄/TMB包裹在聚合物内部，然后将TMB洗脱，从而在聚合物内部形成具有特异性识别TMB的三维立体位点。得到的分子印迹纳米酶MIP-g-C₃N₄对TMB具有优异的识别能力，不仅提高了模拟酶对基体的抗干扰能力，而且提升了其光催化氧化能力。因此，该MIP-g-C₃N₄光催化模拟酶具有良好的应用前景。

本发明的技术方案如下：

(1)在干净的离心管中依次加入g-C₃N₄/3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)溶液，避光孵育 0.5h，形成g-C₃N₄/模板分子的混合物；

(2)加入不同体积(45-85μL)的单体NIPAAm(0.1132g/mL)、60μL MBAAm(0.0154g/mL) 以及10μL(0.05g/mL)AIBN，用氮气去除溶液中的溶解氧，然后置于暗处预聚合1-2h；

(3)将上述混合溶液放置于60-80℃恒温水浴锅中，通过热引发聚合反应6-10h，将得到的聚合物用在10000rpm下离心5min；