[发明专利]一种高度有序无裂纹反蛋白石结构分子印迹膜、制备方法及应用

说明书

于水凝胶分析检测技术领域。本发明以悬浮在丙烯酰胺、衣康酸、N，N′‑亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四环素水溶液中的聚(苯乙烯‑co‑丙烯酸)胶粒蒸发沉积和丙烯酰胺、衣康酸聚合一步完成，再将聚(苯乙烯‑co‑丙烯酸)胶粒和四环素的去除制备出反蛋白石结构分子印迹膜。所制备的分子印迹膜具有长程有序的三维多孔结构，表面无裂纹，呈现出均匀的颜色，将其用于目标分子检测时，布拉格(Bragg)衍射波长随溶液中目标化合物浓度的增加发生红移且满足数学关系，并能肉眼观察到明显的颜色变化进行分析检测，还可以基于拟合方程定量推断分析物浓度。

技术领域

本发明涉及水凝胶分析检测技术领域，尤其是涉及一种高度有序无裂纹反蛋白石结构分子印迹膜、制备方法及应用。

背景技术

比色传感检测因其操作简单、成本低、快捷方便，在生物医学诊断、生物测定和分析物检测等方面具有广阔的应用前景。刺激响应水凝胶与三维有序光子晶体相结合形成的具有光子晶体结构的凝胶膜由于制备简单、刺激响应和视觉感知颜色变化的完美结合，成为一种通用的比色传感平台。与仅能对pH、离子强度等物理刺激响应的凝胶膜不同，具有光子晶体结构的分子印迹膜由于其特异性的分子识别位点可以特异性的对分子进行检测，从而备受关注。通常，光子晶体结构的分子印迹膜是指具有反蛋白石结构的分子印迹膜。反蛋白石结构可以确保待分析物分子(尤其是大尺寸分子)的三维传输路径，并使特定波长的光发生布拉格衍射，从而产生视觉上可感知的颜色。从这一点上来看，分子印迹膜中反蛋白石结构的有序性和连通性对于快速特异性的比色传感至关重要。

目前，反蛋白石结构分子印迹膜由三步法制备：I：胶粒自组装成胶体晶体；II：水凝胶前驱液渗入胶体晶体；III：选择性去除胶体晶体和印迹分子。但由于水凝胶前驱体渗透过程中毛细作用可能引起胶粒相对运动，使得该法制备的反蛋白石结构表面容易出现裂缝，且很难保证其长程有序性。由于存在裂缝和长距离无序，分子印迹膜的颜色均匀性以及传感性能不令人满意，从而限制了它们的实际应用。因此，需开发简单有效的新方法用以构筑高度有序无裂纹反蛋白石结构的分子印迹膜。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，公开一种简单有效的新方法，用以构筑高度有序无裂纹反蛋白石结构的分子印迹膜。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种高度有序无裂纹反蛋白石结构分子印迹膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)聚(苯乙烯-co-丙烯酸)(PSA)胶粒乳液的制备：将苯乙烯和丙烯酸加入到去离子水中，在N₂保护下进行剧烈机械搅拌得到混合物，将所述混合物加热至75℃并保持30分钟，在向所述混合物体系中加入过硫酸铵的水溶液，在75℃下反应10小时，制得质量分数为7.3wt.％的乳白色PSA胶粒乳液，最后加水稀释，将其配成质量分数为1wt.％的PSA胶粒乳液；

(2)复合蛋白石结构分子印迹膜的制备：

将功能单体、交联剂、四环素溶于二次蒸馏水中混合均匀，再加入引发剂得到水凝胶前驱液；

将所述水凝胶前驱液加入所述PSA胶粒乳液中，超声震荡，得到混合均匀的反应液；

将亲水玻璃片垂直放入所述混合均匀的反应液中，置于50℃下反应28h，得到含有PSA胶粒和四环素的凝胶并且黏附于玻璃片上；

将所述黏附于玻璃片上含有PSA胶粒和四环素的凝胶浸泡于去离子水中，所述凝胶可从玻璃片自动脱落，即得到复合蛋白石结构的分子印迹膜；

(3)反蛋白石结构分子印迹膜的制备：

将所述复合蛋白石结构分子印迹膜干燥，然后置于二甲苯中24h，除去PSA胶粒；进而置于十二烷基硫酸钠/乙酸混合液中3h，除去模板分子四环素，即得到颜色均匀的反蛋白石结构分子印迹膜。