[发明专利]一种分子印迹聚合物膜离子选择性电极及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电位传感器，具体地说是一种环糊精分子印迹聚合物膜离子选择性电极的制备及其应用。选择性电极包括电极基体、离子‑电子传导层和聚合物敏感膜，所述聚合物敏感膜中以可聚合的环糊精作为功能单体合成的分子印迹聚合物作为识别载体。将上述制备的分子印迹聚合物作为聚合物膜电位型传感器的识别载体，显著提高传感器对待测目标物的选择性和灵敏度。

技术领域

本发明涉及电位传感器，具体地说是一种分子印迹聚合物膜离子选择性电极的制备方法及其应用。

背景技术

聚合物膜离子选择性电极作为研究最多的一类电位型传感器，具有操作简单、成本低廉、选择性高以及易于实现现场检测等诸多优点，广泛应用于生物分析、环境监测等领域。随着超分子科学的发展，分子印迹聚合物为离子选择性电极开辟了更广阔的应用前景。

分子印迹聚合物具有稳定性高、成本低、易制备等特点，对特定目标分子(模板分子)及其结构类似物具有特异性识别功能。目前，基于分子印迹聚合物的电位型传感器已经成功用于检测有机离子、电中性有机物、生物大分子等物质。然而，用于合成分子印迹聚合物的功能单体数量有限，通常使用的功能单体有甲基丙烯酸、丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶等。这些功能单体包含两部分，一部分是可聚合单元，另一部分为识别单元，后者一般通过非共价相互作用如范德华力、氢键、疏水相互作用等与模板分子形成复合物。上述功能单体具有普适性，即适用于合成多种目标物的分子印迹聚合物，致使印迹聚合物的选择性降低。此外，基于甲基丙烯酸作为功能单体的分子印迹聚合物具有较小的键合容量以及较少的有效键合位点，使印迹聚合物的实际应用受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环糊精分子印迹聚合物膜离子选择性电极及其制备方法和应用。

为实现上述目的本发明采用的技术方案为：

一种分子印迹聚合物膜离子选择性电极，选择性电极包括电极基体、离子-电子传导层和聚合物敏感膜，其特征在于：所述聚合物敏感膜中以可聚合的环糊精作为功能单体合成的分子印迹聚合物作为识别载体。

所述分子印迹聚合物为以双酚A作为模板分子，在功能单体、交联剂、引发剂和溶剂的存在下加热发生聚合反应，而后将模板分子洗脱后干燥备用；其中，模板分子、单体和交联剂按物质的量比1：1-4：10-20混合；所述单体为烯丙基-β-环糊精、单-(6-二烯丙胺-6-去氧)-β-环糊精、单-6-(甲基丙烯酰基-乙二胺-6-去氧)-β-环糊精中的一种或几种。

所述分子印迹聚合物为将模板分子、单体和交联剂混合，混合后加入至反应溶剂中混合均匀，静置30-60分钟，通氮气10-30分钟后迅速加入引发剂25-50mg，密封条件下于60-80摄氏度下热引发聚合12-24小时得块状聚合物；将块状聚合物用甲醇洗涤多次后置于真空干燥箱中60摄氏度干燥，即得双酚A印迹聚合物。

所述交联剂为乙二醇双甲基丙烯酸酯(EGDMA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)、二乙烯基苯(DVB)中的一种或几种；所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或偶氮二异庚腈(ADVN)；所述的反应溶剂为乙腈、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷或四氢呋喃。

将所述双酚A印迹聚合物作为识别载体掺入到聚合物敏感膜分散液中，而后滴加在离子-电子传导层修饰的电极表面，即得环糊精分子印迹聚合物膜离子选择性电极。

其中，双酚A印迹聚合物占分散液中聚合物敏感膜重量的4-8wt％。

所述离子-电子传导层为有序介孔碳、碳纳米管、纳米多孔金、聚吡咯、聚3-辛基噻吩和聚3，4-乙烯二氧基噻吩中的一种。

一种选择性电极的制备方法，所述聚合物敏感膜中以可聚合的环糊精作为功能单体合成的分子印迹聚合物作为识别载体。