[发明专利]基于金属有机框架的分子印迹纸基微流控芯片制备方法

说明书

本发明公开了基于金属有机框架的分子印迹纸基微流控芯片制备方法，包括以下步骤：通过种子聚合法二次生长法在滤纸表面构筑类沸石咪唑骨架(ZIF‑8)；对步骤S1中纸基进行硅烷化和氨基化修饰；对步骤S1中的纸基材料进行包硅和氨基化处理；表面印迹构筑；纸基微流控比色传感器的组装；本发明以上述制备方法作为富集和显色平台，建立可用于牛奶中卡那霉素的快速比色检测试纸条，实现了对卡那霉素选择性富集和显色于一体的快速检测分析，操作简单，灵敏度高；同时利用多种表征手段探究其理化结构，以金属有机框架的高孔隙率、高比表面积以及可调孔径作为优势，结合分子印迹技术，不仅克服了原材料的缺陷，而且进一步提高其选择性。

技术领域

本发明涉及食品检测分析技术领域，具体涉及基于金属有机框架的分子印迹纸基微流控芯片制备方法。

背景技术

动物源食品中兽药残留的快速检测一直是一个重要话题。其中氨基糖苷抗生素(AGs)属于顺式二羟基化合物，具有稳定的化学性质、广谱抗菌性和较强的抗菌能力，由于含有氨基，均呈碱性，具有静态杀菌作用。对金黄色葡萄球菌、需氧革兰阴性杆菌及结核分枝杆菌具有良好的抑制杀灭作用。然而，AGs有严重的副作用，包括肾毒性、耳毒性、神经肌肉阻滞作用、造血系统毒性和过敏反应等。虽然在人类临床治疗中已减少其应用，但是因其价格便宜，效果良好，在畜牧养殖中频繁使用，其极易残留在乳制品中，危害人类健康，尤其对婴幼儿的健康威胁最大。因此，多个国家或地区严格控制卡那霉素在乳制品中的残留。目前，检测AGs残留的分析方法主要有液相色谱法、电化学分析法、免疫分析法等，虽然可以准确检测乳制品中的卡那霉素残留，但是存在操作繁杂，需要复杂且昂贵的仪器以及专业操作人员等不足之处，限制了这些技术在卡那霉素的现场快速检测领域的发展。因此，开发一种可用于抗生素的快速可视化检测的纸基微流控芯片，对保证食用者健康具有重要意义。

金属有机框架材料(MOFs)因其高孔隙率、高比表面积、可调孔径和可定制性而在催化、分离和生物化学传感领域获得了极大的关注，但是MOFs与目标物的结合都是通过配体及不饱和金属位点与目标物通过π-π共轭、静电吸附、氢键或范德华力等相互作用力。这就导致了MOFs选择性较弱，易受其他结构相似物干扰，限制了其在传感分析领域的应用。近些年研究学者通过将MOFs与其他功能性纳米材料进行复合，如表面分子印迹聚合物，形成的纳米复合材料不仅保留了MOFs及分子印迹聚合物的优点，克服了原材料的缺陷，而且进一步提高其选择性。

硼亲和策略分子印迹技术是由南京大学刘震课题组首先提出的，利用了硼酸基团在碱性条件下可与顺式二羟基目标分析物结合形成五元或六元脂环。而在酸性条件下，会破坏硼酸与顺式二羟基化合物之间形成环酯，使顺式二羟基目标化合物重新释放出来。实现了硼酸基团与顺式二羟基化合物之间的可逆反应。将这种独特的结合方式与表面分子印迹技术相结合，即可实现双重特异性吸附，极大提高了选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于金属有机框架的分子印迹纸基微流控芯片制备方法，以其作为富集和显色平台，建立可用于牛奶中卡那霉素的快速比色检测试纸条，实现了对卡那霉素选择性富集和显色于一体的快速检测分析，克服了传统检测方法操作繁琐，灵敏度低等问题，并利用多种表征手段探究其理化结构，系统考察其吸附能力和特异性识别性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于金属有机框架的分子印迹纸基微流控芯片制备方法，具体步骤如下：

S1，滤纸改性，利用种子聚合法及二次生长法在纸基表面构筑ZIF-8；

S2，对纸基材料进行包硅和氨基化处理；

S3，制备硼亲和分子印迹聚合物，称取一定量的4-羧基苯硼酸溶于适量甲醇中，超声混匀后，分别加入碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，充分混匀后于室温下振荡反应4h，得到混合溶液A；

S4，表面印迹构筑；