一種可應(yīng)用于生物樣品前處理的磁性碳納米管表面分子印跡聚合物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種印跡載體具有功能單體作用、用替代模板技術(shù)避免模板泄露的磁性碳納米管表面分子印跡材料的制備方法。制備過程主要包括四個步驟：磁性碳納米管的制備、乙烯基修飾的磁性碳納米管的制備，表面分子印跡聚合反應(yīng)以及模板分子的洗脫。本發(fā)明提供的合成方法簡便易行，制得的磁性碳納米管表面分子印跡材料具有活性中心均勻、特異識別能力強(qiáng)、磁學(xué)性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高、吸附容量大和結(jié)合動力學(xué)快速等特點(diǎn)。不僅可用于各類固相萃取技術(shù)的理想吸附劑或涂層材料、色譜分離填料，也可用于分子印跡傳感器及芯片的制備，對喹諾酮類藥物特異性識別和高靈敏度檢測研究將具有重要意義。
【專利說明】一種可應(yīng)用于生物樣品前處理的磁性碳納米管表面分子印跡聚合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磁性碳納米管表面分子印跡【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采用乙烯基化磁性碳納米管同時(shí)作為功能單體和載體，用喹諾酮藥物作為替代模板，通過表面分子印跡技術(shù)制備印跡聚合物的方法，該法制得的復(fù)合材料對喹諾酮類藥物具有特異性識別作用。
【背景技術(shù)】
[0002]分子印跡技術(shù)是一種高選擇性的分離技術(shù)，其基本思想源于人們對免疫學(xué)領(lǐng)域中抗體-抗原專一性識別作用的認(rèn)識，利用具有分子識別能力的聚合物材料——分子印跡聚合物(MIP)，來分離、篩選、純化化合物。分子印跡聚合物與常規(guī)的分離或分析介質(zhì)相比，其突出的優(yōu)勢是對被分離物或分析物具有極高的選擇性和親和性；與生物活性材料相比，又具有制備方便、耐受性好、使用壽命長等長處。數(shù)十年來，分子印跡技術(shù)在分離提純、免疫分析、模擬酶以及傳感器等方面顯示出巨大潛力，成為國內(nèi)外分離分析科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
[0003]在合適的溶劑中，模板分子與功能單體依靠分子間的作用力形成主客體配合物，再加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑后，自由基引發(fā)聚合形成高分子聚合物；除去模板分子后，聚合物中留有對模板分子或其結(jié)構(gòu)類似物具有可特異性結(jié)合，并且空間匹配的位點(diǎn)，當(dāng)再次與模板分子或其結(jié)構(gòu)類似物結(jié)合時(shí)，可以將其選擇性識別和富集。目前，常用于制備印記聚合物的方法有:本體聚合、原位聚合、懸浮聚合、分散聚合、表面印跡等多種制備方法。經(jīng)典方法制得的印跡聚合物有效印跡位點(diǎn)的密度很低，因此對目標(biāo)分子的結(jié)合容量小，結(jié)合動力學(xué)慢。納米結(jié)構(gòu)的分子印跡材料具有較高的比表面積，印跡材料上大多結(jié)合位點(diǎn)位于或接近材料表面，具有對目標(biāo)分子高親和力，結(jié)合動力學(xué)快速等特點(diǎn)，是彌補(bǔ)傳統(tǒng)分子印跡缺陷的極佳手段。
[0004]磁性碳納米管作為一種新型的納米復(fù)合材料，由磁性納米粒子和碳納米管復(fù)合而成，在很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，其中以四氧化三鐵納米粒子和碳納米管的復(fù)合形式最具代表性。以磁性碳納米管為載體的表面分子印記聚合物材料，可解決傳統(tǒng)分子印跡技術(shù)遇到的困難:
[0005](1)磁性碳納米管具有極高的比表面積，使得磁性碳納米管為載體的表面分子印記聚合物大量的識別位點(diǎn)處于印跡薄層的表面，模板分子的洗脫和再結(jié)合將變得非常容易，從而減少傳統(tǒng)分子印跡聚合物的模板泄漏，大大提高印跡結(jié)合效率，縮短分離萃取平衡時(shí)間。
[0006](2)磁性碳納米管具有獨(dú)特的機(jī)械強(qiáng)度和抗形變力，所以磁性碳納米管表面印跡技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)MIP易膨脹或收縮、印跡空間形狀易變形、識別位點(diǎn)易移動等缺點(diǎn)，保證了印跡識別位點(diǎn)和印跡三維孔穴的穩(wěn)定。用這類材料作為色譜柱填料時(shí)，高效液相色譜固定相能夠耐高壓，并且碳納米管具有獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同大小的孔穴體現(xiàn)了不同的篩分特征，樣品中的組分在分離過程中會穿插浸入磁性碳納米管的孔中，使色譜分離除了分子印跡作用以外，還有分子篩作用，有利于提高分離度和改善峰形。[0007](3)這種材料具有優(yōu)異的磁性能，當(dāng)應(yīng)用于富集化合物時(shí)，可在外加磁場作用下，快速高效地與樣品溶液分離，不需要進(jìn)行過濾、離心等復(fù)雜的前處理過程。當(dāng)用于微通道領(lǐng)域時(shí)，磁性碳納米管可以通過外加磁場定位在分離管道中的預(yù)指定區(qū)域，便于調(diào)節(jié)固定相的填充長度以達(dá)到最佳拆分效果，還可以在使用后通過撤除外加磁場進(jìn)行微通道的再生。這就使得磁性碳納米管表面分子印跡材料在構(gòu)型復(fù)雜，通道曲折的微芯片電色譜領(lǐng)域中具有獨(dú)特的應(yīng)用前景。
[0008]但是，普通的磁性碳納米管載體表面分子印跡聚合物依然較多的缺陷和不足。這類材料在用于分離富集化合物時(shí)，由于聚合物活性中心不均勻，萃取重現(xiàn)性不高。這類材料在用作色譜分離材料時(shí)，由于聚合物活性中心不均勻、單位體積活性中心少，色譜峰拖尾、展寬。另外，選擇性不太高、活性中心數(shù)量不足，使得普通的磁性碳納米管載體表面分子印跡聚合物難以滿足當(dāng)前的檢測需求，新型的載體和涂層材料的研究成為復(fù)雜基質(zhì)中痕量藥物監(jiān)測分析的關(guān)鍵。
[0009]喹諾酮(quinolone)是一類人工合成的含4_喹諾酮基本結(jié)構(gòu)，對細(xì)菌DNA螺旋酶具有選擇性抑制的抗菌劑。目前，這類人工合成的抗菌劑在臨床上大量被用于預(yù)防和治療感染性疾病，基于藥代動力學(xué)研究、構(gòu)效關(guān)系研究、藥物不良反應(yīng)研究的需要，急需建立復(fù)雜基質(zhì)中(如血樣、尿樣)中痕量喹諾酮類藥物的分析方法。同時(shí)，由于這類藥物被廣泛應(yīng)用于臨床，它們隨著環(huán)境物質(zhì)循環(huán)過程，在食品、水域中殘存，直接或間接影響人體的健康，更為重要的是，這類藥物在環(huán)境中對致病微生物形成自然選擇，使得抗藥耐藥致病微生物進(jìn)化，對人類長期生存與發(fā)展構(gòu)成潛在威脅，因此，對食品及環(huán)境復(fù)雜樣品中痕量喹諾酮類藥物的殘留檢測方法亟待建立。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題:
[0011]本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)分子印跡技術(shù)中的缺點(diǎn)以及彌補(bǔ)普通磁性碳納米管表面分子印跡的不足，提供一種采用具有功能單體作用的磁性材料作表面分子印跡載體、用替代模板技術(shù)避免模板泄露的磁性碳納米管表面分子印跡材料的制備方法，利用該方法制備出對喹諾酮類藥物具有特異識別功能、結(jié)合動力學(xué)快速、吸附容量大、活性中心均勻、磁學(xué)性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高的磁性碳納米管表面分子印跡材料，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜樣品中痕量喹諾酮類藥物高選擇性的分離富集和高靈敏度的檢測。
[0012]技術(shù)方案:
[0013]1.本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:
[0014]a.羧基化碳納米管的制備:將多壁碳納米管加入濃HNO3-濃H2SO4 (摩爾比:3/1)的混合溶液中，超聲處理2h使其分散，再于80°C在磁力攪拌下回流12h，之后過濾分散液，將得到的顆粒用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，在65°C真空干燥過夜，備用；
[0015]b.溶劑熱法制備磁性碳納米管:將步驟a制得的羧基化碳納米管、三氯化鐵、乙酸鈉和丙烯酸鈉加入由乙二醇和二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用乙醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0016]c.乙烯基修飾磁性碳納米管的合成:將步驟b制得的磁性碳納米管溶解在乙醇和高純水(體積比:5/1)混合溶液中，超聲處理15min，再依次加入氨水和正硅酸四乙酯，在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h，用外部磁場分離合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗，真空干燥后得到磁性碳納米管表面二氧化硅，將其溶解于乙醇中，超聲處理15min，劇烈攪拌混合物，加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h，用外部磁場分離合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗，真空干燥，備用；
[0017]d.將模板分子、功能單體加入溶劑中混合，振蕩2h，得到預(yù)裝配溶液，備用；將步驟c制得的乙烯基修飾磁性碳納米管加入溶劑中超聲分散，然后加入上述預(yù)裝配溶液及交聯(lián)劑，超聲30min,得到預(yù)聚液,備用；
[0018]e.將分散劑溶解于溶劑中，然后加入預(yù)聚液及引發(fā)劑，于氮?dú)夥諊幸欢囟葪l件下攪拌反應(yīng)，然后分離聚合物，在超聲波下用甲醇-乙酸混合液洗滌多次，直到用高效液相-陣列二極管紫外檢測法檢測不到模板分子，聚合物再用水洗滌數(shù)次，在60°C下干燥至恒重，得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0019]2.所述步驟b中，羧基化碳納米管的濃度為4~20g/L，三氯化鐵的摩爾濃度為0.05~0.5mol/L，乙二醇和二乙二醇的比例為1: 5~5: 1，反應(yīng)溫度為175~225°C，反應(yīng)時(shí)間為6~24h。[0020]3.所述步驟c中，磁性碳納米管的濃度為2~20g/L，氨水的加入量為反應(yīng)體系總體積的0.5%~5%，正硅酸四乙酯的加入量為反應(yīng)體系總體積的;磁性碳納米管表面二氧化硅溶于乙醇的濃度為3~18g/L，3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的加入量為反應(yīng)體系總體積的2%~12%，劇烈攪拌為500rpm~1200rpm的機(jī)械攪拌。
[0021]4.所述步驟d中，模板分子為喹諾酮類藥物加替沙星(gatifloxacin)、諾氟沙星(norfloxacin,氟哌酸)、氧氟沙星(ofloxacin,氟嗪酸)、左氧氟沙星(levof 1xacin)、培氟沙星(pef 1xacin)、依諾沙星(enoxacin)、西諾沙星(cinoxaci)、環(huán)丙沙星(ciprofloxacin)、洛美沙星(1mefloxacin),甲橫酸曲伐沙星(trovaf1xacinmesilate)，鹽酸克林沙星(cl inaf 1xacinhydrochloride)，溶劑為二甲基亞諷、甲苯、乙腈、氯仿和水，功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶，模板分子和功能單體的摩爾比為1: 2~1: 6，交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，交聯(lián)劑和模板分子的摩爾比為1: 10~1: 25。
[0022]5.所述步驟d中，乙烯基修飾磁性碳納米管既是分子印跡聚合反應(yīng)的聚合載體，同時(shí)也是功能單體。
[0023]6.所述步驟e中，溶劑為步驟d中所用溶劑與水的混合液，二者體積比為7: 3~9: 1，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，配制分散劑溶液濃度為I~16g/L;引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，其加入量為0.02~0.2g ;聚合反應(yīng)時(shí)間為6~36h，聚合反應(yīng)一定溫度條件是指50~75°C ;所用甲醇-乙酸混合液二者體積比為1: 9~9:1。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明制備的磁性碳納米管表面分子印跡材料的合成路線及其在生物樣品iu處理方面的應(yīng)用不意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明制得的分子印跡聚合物透射電鏡圖，其中㈧碳納米管；⑶磁性納米粒子；(C)磁性碳納米管；⑶磁性碳納米管表面分子印跡材料。[0026]圖3是材料在室溫下的磁滯回線及實(shí)際分離時(shí)的照片，其中(A)磁性碳納米管和磁性碳納米管表面分子印跡材料的磁滯回線；(B)外磁場從溶液中分離磁性聚合材料照片。
[0027]圖4是本發(fā)明制得磁性碳納米管表面分子印跡材料對雞蛋樣品中萃取四種氟喹諾酮類藥物(培氟沙星，加替沙星，環(huán)丙沙星，諾氟沙星)的HPLC圖譜，其中(A)磁性碳納米管表面分子印跡材料萃取雞蛋樣品的HPLC圖譜，(B)磁性碳納米管表面非分子印跡材料萃取雞蛋樣品的HPLC圖譜。
具體實(shí)施方案
[0028]以下實(shí)施例為本發(fā)明的一些舉例，不應(yīng)被看做是對本發(fā)明的限定。
[0029]實(shí)施例1
[0030]將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；
[0031]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0032]將Ig上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0033]將Ig上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納米管，備用；
[0034]將1.0mmol氧氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol甲基丙烯酸，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜，超聲處理5min，然后加入20mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: Lv/V)中，加熱到60°C,300rpm攪拌溶液,加入預(yù)聚合溶液,通氮?dú)怛?qū)趕氧氣,加入0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)12h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸出:4,v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0035]取2g雞蛋加入IOml離心管，然后加入IOOng的諾氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用IOml乙腈萃取lOmin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4,v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從95.2% ±3.2%至100.7% ±3.1%。[0036]實(shí)施例2
[0037]將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；
[0038]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0039]將1g上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0040]將Ig上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納米管，備用；
[0041]將1.0mmol諾氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol甲基丙烯酸，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜，超聲處理5min，然后加入20mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: Lv/V)中，加熱到60°C,300rpm攪拌溶液,加入預(yù)聚合溶液,通氮?dú)怛?qū)趕氧氣,加入0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)12h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸出:4,v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0042]取2g雞蛋加入IOml離心管，然后加入IOOng的氧氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用IOml乙腈萃取lOmin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4,v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從97.2% ±1.6%至100.4% ±2.8%。
[0043]實(shí)施例3
[0044]將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；
[0045]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0046]將1g上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0047]將Ig上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納米管，備用；
[0048]將1.0mmol氧氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol甲基丙烯酸，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜，超聲處理5min，然后加入20mmol三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRM)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: 1，v/v)中，加熱到60°C,300rpm攪拌溶液,加入預(yù)聚合溶液,通氮?dú)怛?qū)趕氧氣,加入0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)12h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸出:4，v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0049]取2g雞蛋加入1Oml離心管，然后加入IOOng的諾氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用1Oml乙腈萃取1Omin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4, v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從99.2% ±3.2%至100.6% ±3.0%。
[0050]實(shí)施例4
[0051 ] 將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；
[0052]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0053]將1g上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0054]將1g上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納用米管，備用；
[0055]將1.0mmol氧氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol對乙烯基吡啶，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜,超聲處理5min，然后加入20mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: 1，v/v)中,加熱到60°C,300rpm攪拌溶液,加入預(yù)聚合溶液,通氮?dú)怛?qū)趕氧氣,加入0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)12h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸出:4，v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0056]取2g雞蛋加入IOml離心管，然后加入IOOng的諾氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用IOml乙腈萃取lOmin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4, v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從98.5% ±3.0%至100.9% ±3.4%。
[0057]實(shí)施例5
[0058]將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；[0059]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0060]將Ig上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0061]將Ig上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納米管，備用；
[0062]將1.0mmol氧氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol對乙烯基吡啶，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜,超聲處理5min，然后加入20mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: 1，v/v)中，加熱到65°C,300rpm攪拌溶液,加入預(yù)聚合溶液,通氮?dú)怛?qū)趕氧氣,加入0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)12h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸出:4，v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0063]取2g雞蛋加入IOml離心管，然后加入IOOng的諾氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用IOml乙腈萃取lOmin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4, v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從98.5% ±3.5%至100.9% ±2.1%。
[0064]實(shí)施例6
[0065]將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；
[0066]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；
[0067]將Ig上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0068]將Ig上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納米管，備用；[0069]將1.0mmol氧氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol甲基丙烯酸，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜，超聲處理5min，然后加入20mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: Lv/V)中，加熱到60°C,300rpm攪拌溶液,加入預(yù)聚合溶液,通氮?dú)怛?qū)趕氧氣,加入0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)18h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸出:4, v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
[0070]取2g雞蛋加入IOml離心管，然后加入IOOng的諾氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用IOml乙腈萃取lOmin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4, v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從96.2% ±2.2%至100.0% ±2.4%。
[0071]實(shí)施例7
[0072]將0.5g多壁碳納米管加入100mL體積比為1: 3的濃HNO3-濃H2SO4的混合溶液中，超聲處理2h，再于80°C在磁力攪拌下回流12h。然后，減壓抽濾，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，于65°C真空干燥過夜，備用；
[0073]將0.4g上述制得的羧基化碳納米管、2.4g三氯化鐵、3.4g乙酸鈉和3.4g丙烯酸鈉加入由22.5ml乙二醇和22.5ml 二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用甲醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用；[0074]將Ig上述制得的磁性碳納米管溶解在150ml乙醇和30ml高純水中，超聲處理15min,然后再依次加入2ml氨水和4ml正娃酸乙酯。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗六遍，真空干燥，備用；
[0075]將Ig上述制得的磁性碳納米管表面二氧化硅溶解在150ml乙醇中，超聲處理15min，然后劇烈攪拌混合物(600rpm)，加入6ml 3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)。將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h。用一個外部磁場富集合成的產(chǎn)物，用甲醇沖洗六遍，真空干燥即可獲得乙烯基修飾的磁性碳納米管，備用；
[0076]將1.0mmol氧氟沙星溶解在IOml 二甲亞砜中，然后加入4mmol對乙烯基吡啶，攪拌30min制備預(yù)裝配溶液。將Ig乙烯基修飾磁性碳納米管溶解于4ml的二甲亞砜,超聲處理5min，然后加入20mmol三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRM)和預(yù)裝配溶液，超聲處理該混合物30min制備預(yù)聚液。將0.4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在100mL 二甲亞砜:水(9: l，v/v)中，加熱到60°C，300rpm攪拌溶液，加入預(yù)聚合溶液，通氮?dú)怛?qū)趕氧氣，加入
0.1g偶氮二異丁腈，聚合反應(yīng)12h。聚合后，分離聚合物，在超聲波下用甲醇:乙酸(6: 4，v/v)洗滌多次。聚合物再用蒸餾水洗滌三次，在60°C下干燥，即得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。[0077]取2g牛奶加入IOml離心管，然后加入IOOng的諾氟沙星，渦旋和超聲波振蕩下用IOml乙腈萃取lOmin。勻漿在4000rpm下離心5min，收集離心管中的上清液，然后加入20mg磁性碳納米管表面分子印跡材料。在室溫下孵化Ih后，用永久磁鐵將磁性碳納米管表面分子印跡材料去除，用5ml水洗。然后用5ml甲醇/醋酸出:4, v/v)來洗脫諾氟沙星。洗脫液用吹氮?dú)饬鬟M(jìn)行濃縮，然后用三乙胺磷酸鹽/乙腈(87/13，v/v)量化體積到0.5ml。以上生物樣品處理平行試驗(yàn)三次，最后，用高效液相色譜對處理樣品進(jìn)行定量分析。結(jié)果顯示，回收率范圍從97.2% ±3.5%至100.8% ±3.7%。
【權(quán)利要求】
1.一種磁性碳納米管表面分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于制備包括以下步驟: a.羧基化碳納米管的制備:將多壁碳納米管加入濃HNO3-濃H2SO4(摩爾比:3/1)的混合溶液中，超聲處理2h使其分散，再于80°C在磁力攪拌下回流12h，之后過濾分散液，將得到的顆粒用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，在65°C真空干燥過夜，備用； b.溶劑熱法制備磁性碳納米管:將步驟a制得的羧基化碳納米管、三氯化鐵、乙酸鈉和丙烯酸鈉加入由乙二醇和二乙二醇組成的混合溶劑中，超聲Ih得到黑色的混合溶液，將其轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯材質(zhì)的反應(yīng)釜中，密封，置于馬弗爐中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用乙醇和水洗數(shù)次，于65°C真空干燥至恒重，備用； c.乙烯基修飾磁性碳納米管的合成:將步驟b制得的磁性碳納米管溶解在乙醇和高純水(體積比:5/1)混合溶液中，超聲處理15min，再依次加入氨水和正硅酸四乙酯，在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)12h，用外部磁場分離合成的產(chǎn)物，用高純水和乙醇沖洗，真空干燥后得到磁性碳納米管表面二氧化硅，將其溶解于乙醇中，超聲處理15min，劇烈攪拌混合物，加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，將混合物在室溫下連續(xù)攪拌反應(yīng)24h，用外部磁場分離合成的產(chǎn)物 ，用甲醇沖洗，真空干燥，備用； d.將模板分子、功能單體加入溶劑中混合，振蕩2h，得到預(yù)裝配溶液，備用；將步驟c制得的乙烯基修飾磁性碳納米管加入溶劑中超聲分散，然后加入上述預(yù)裝配溶液及交聯(lián)劑，超聲30min,得到預(yù)聚液,備用； e.將分散劑溶解于溶劑中，然后加入預(yù)聚液及引發(fā)劑，于氮?dú)夥諊幸欢囟葪l件下攪拌反應(yīng)，然后分離聚合物，在超聲波下用甲醇-乙酸混合液洗滌多次，直到用高效液相-陣列二極管紫外檢測法檢測不到模板分子，聚合物再用水洗滌數(shù)次，在60°C下干燥至恒重，得到磁性碳納米管表面分子印跡材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟b中，羧基化碳納米管的濃度為4~20g/L，三氯化鐵的摩爾濃度為0.05~0.5mol/L,乙二醇和二乙二醇的比例為1: 5~5: 1，反應(yīng)溫度為175~225°C，反應(yīng)時(shí)間為6~24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟c中，磁性碳納米管的濃度為2~20g/L，氨水的加入量為反應(yīng)體系總體積的0.5%~5 %，正硅酸四乙酯的加入量為反應(yīng)體系總體積的1%~10% ;磁性碳納米管表面二氧化硅溶于乙醇的濃度為3~18g/L，3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的加入量為反應(yīng)體系總體積的2%~12%，劇烈攪拌為500rpm~1200rpm的機(jī)械攬拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟d中，模板分子為喹諾酮類藥物加替沙星(gatifloxacin)、諾氟沙星(norfloxacin,氟哌酸)、氧氟沙星(ofloxacin,氟嗪酸)、左氧氟沙星(Ievofloxacin)、培氟沙星(pefloxacin)、依諾沙星(enoxacin)、西諾沙星(cinoxaci)、環(huán)丙沙星(ciprofloxacin)、洛美沙星(1mefloxacin),甲橫酸曲伐沙星(trovaf loxacin mesilate),鹽酸克林沙星(clinaf loxacin hydrochloride),溶劑為二甲基亞砜、甲苯、乙腈、氯仿和水，功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶，模板分子和功能單體的摩爾比為1: 2~1: 6，交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，交聯(lián)劑和模板分子的摩爾比為1: 10~1: 25。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟d中，乙烯基修飾磁性碳納米管既是分子印跡聚合反應(yīng)的聚合載體，同時(shí)也是功能單體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟e中，溶劑為步驟d中所用溶劑與水的混合液，二者體積比為7: 3~9: 1，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，配制分散劑溶液濃度為I~16g/L;引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，其加入量為0.02~0.2g;聚合反應(yīng)時(shí)間為6~36h，聚合反應(yīng)一定溫度條件是指50~75°C ;所用甲醇-乙酸混合液二者體積比為1: 9 ~9:1。
【文檔編號】C08F226/06GK103910836SQ201310003785
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】何華, 肖得力, 彭軍, 何小梅, 袁丹華, 李卉, 戴昊, 皮埃爾·他目 申請人:中國藥科大學(xué)