[发明专利]一种高性能和高度可控的核壳型印迹传感器及制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种高性能和高度可控的核壳型印迹传感器及制备方法和用途，制备步骤如下：步骤1、氨基功能化二氧化硅纳米粒子的制备；步骤2、功能化SiO2/Ag纳米复合粒子的制备；步骤3、核壳SiO2/Ag/MIPs的制备。本发明将SERS技术与表面分子印迹技术相结合，使得制备的产物兼具SERS探测技术的高灵敏度和MIT的高选择性；本发明选择表面分子印迹聚合物(SMIPs)促进传统SERS衬底材料的选择性，扩大SERS检测的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种高性能和高度可控的核壳型印迹传感器的制备和应用，属新材料技术领域。

背景技术

近年来，有机污染物严重危害全球环境，威胁生态平衡与人类的健康。然而，大多数有机污染物仅存在于痕量或超痕量水平，使用传统检测方法费时，复杂，且很难达到灵敏度需求，进行准确检测相对困难。因此，急需开发出有效和敏感的检测方法。

表面增强拉曼散射(SERS)是一种有效的分析方法，可以实现跟踪检测。当探针分子在SERS基质表面或附近时，探针分子的拉曼信号会得到显著的增强。一般来说，SERS增强机理有两个，分别为物理增强和化学增强。前者是由于SERS活性衬底表面等离子体振荡引起的局部电磁场增强，使得拉曼信号得到显著增强。后者则是由于探针分子和SERS基底之间的化学作用，使得探针分子极化率增大而导致的拉曼信号增强。通常情况下，这两种增强机理同时作用导致拉曼信号增强，只是在不同的系统中存在不同的贡献比例。

目前，贵金属纳米颗粒(如金、银)广泛应用于SERS基质材料的制备，主要由于贵金属纳米颗粒具有优秀的光学，电学性质，且在可见区域中有强烈的特征吸收，这很大程度上归因于其表面等离子体共振。其中，银的使用是最广泛的，主要因为银的SERS信号增强最为明显，而且银化学性质稳定，具有广普抗菌性和潜在的抗癌应用性。目前，SERS技术已经广泛应用于检测微量化学物质，如蛋白质、医疗药品、食品添加剂和多种生物成分鉴定中。然而，目前关于SERS的研究主要是集中在基质材料形貌或者SERS性能的提升上，而忽视了传统基质材料缺乏特异选择性。因此，提升传统SERS基底材料的选择性，将扩大SERS检测的应用。

最近，分子印迹聚合物(MIPs)凭借着特异识别性、构效预定性和广泛实用性等优异特性，在色谱分离、膜分离、固相萃取、药物控制释放、化学传感、环境检测中备受关注。分子印迹技术是当模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用位点，通过聚合过程产生特异性识别位点，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的位点孔穴，这样的孔穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性。在MIPs材料中，表面分子印迹聚合物(SMIPs)因能够较好的解决传统MIPs的缺点，比如绑定能力差、结合动力学性能不佳、活性位点包埋过深、模板分子的去除不彻底，逐渐吸引了越来越多的科学工作者的青睐。

为了提高SERS衬底材料的选择性，把SERS技术与分子印迹技术(MIT)结合，制备MIPs-SERS传感器。例如,Kamra等人制备了一个新颖的生物传感器，他们结合分子印迹聚合物和表面增强拉曼光谱(MIPs-SERS)确定了全脂牛奶中三聚氰胺。Xiao等人建立了MIP-based化学传感器，通过SERS对尼古丁进行检测。这些方法展现了MIPs-SERS技术的优良性能。因此，将高灵敏度的SERS探测技术和高选择性的MIT相结合，制备MIPs-SERS传感器，检测水中有机污染物具有可行性。

发明内容