本發(fā)明涉及分子識別、磁性分離、納米材料和食品分析等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

綠原酸(chlorogenicacid，cga)是一種在多種膳食植物和藥用植物中發(fā)現(xiàn)的多酚化合物，具有抗氧化活性、抗炎作用、抗菌性、降血糖、降血脂、抗腫瘤作用和抗高血壓作用。

cga易溶于水，通常有一些相似官能團的化合物與之共存，如咖啡酸、沒食子酸等等。因此，在量化cga之前，首先需要從復(fù)雜基質(zhì)中選擇性提取cga。

目前，檢測復(fù)雜基質(zhì)中綠原酸常用的方法主要有色譜法(包括氣相色譜法(gc)、高效液相色譜法(hplc))、質(zhì)譜法(ms)和聯(lián)用技術(shù)(gc-ms、hplc-ms)等。這些方法均存在樣品前處理過程復(fù)雜、需要時間長、選擇性差等缺點。

分子印跡技術(shù)(molecularlyimprintedtechnique，mit)最早由wulff和sarhan在1972年提出，現(xiàn)已成為一項有吸引力的技術(shù)，用以構(gòu)建具有與模板分子在大小、形狀和化學(xué)功能完全互補的特異性位點的分子印跡聚合物(molecularlyimprintedpolymers，mips)。mips具有預(yù)定性、成本低、制備簡單、機械和化學(xué)穩(wěn)定性高、適用于惡劣環(huán)境、選擇特異性高等優(yōu)點。由于其突出的優(yōu)點，mips已經(jīng)廣泛應(yīng)用于色譜、生物傳感器、藥物輸送、固相萃取(spe)等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，聚合物作為固相萃取吸附劑，在從各種復(fù)雜基質(zhì)中對目標(biāo)分析物選擇性提取或去除中，有很大的應(yīng)用前景。

之前報道的cga分子印跡聚合物大都是在有機介質(zhì)中制備的，可能導(dǎo)致聚合物識別能力差、在水基質(zhì)中非特異性吸附高。因此，發(fā)展簡便和有效的制備親水性cga分子印跡聚合物的方法，對實現(xiàn)復(fù)雜基質(zhì)中綠原酸的高效富集、有效檢測、快速去除等具有重要的研究意義。

超支化聚合物是一類具有三維球狀立體結(jié)構(gòu)的高度無規(guī)多級支化聚合物，其獨特的三維分子結(jié)構(gòu)使其具有低粘度、高反應(yīng)活性和良好的相溶性等優(yōu)良性能，同時大量的末端基可以進一步功能化。超支化聚合物的概念是1988年由杜邦公司kim和webster第一次提出，此后便很快成為高分子科學(xué)界研究的熱點。超支化聚合物的合成有abx的單體縮聚、ab^*單體的自縮合、乙烯基聚合以及abx單體的多支化開環(huán)聚合等多種方法，合成步驟簡單且無需多步復(fù)雜的分離提純。對超支化聚合物的功能化研究近年來逐漸擴展到納米材料、電致發(fā)光材料、藥物緩釋劑、傳感材料等新型功能材料的應(yīng)用方面。

磁性分離是依據(jù)物質(zhì)的磁性差異，在磁場作用力的驅(qū)動下，把磁性組分從非磁性組分混合物中分離出來的一種分離技術(shù)。傳統(tǒng)上，mips必須裝入固相萃取柱或在進行固相萃取時采用離心和過濾。過程費時、復(fù)雜，且通常提取效率較低。磁性fe3o4納米粒子(nps)具有生物相容性良好、磁化率高、毒性低等特點。以nps為載體制備的分子印跡聚合物作為固相萃取吸附劑除具有一般納米材料比表面積大、吸附速率快等優(yōu)點，還具有較低的矯頑力和超順磁性，可以將之直接分散在溶液中選擇性富集目標(biāo)物，利用磁場快速分離后即可完成萃取。

目前，還沒有關(guān)于利用磁性納米球及超支化聚合反應(yīng)制備能夠快速高選擇性地分離富集復(fù)雜基質(zhì)中綠原酸的綠原酸分子印跡聚合物的相關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球及其制備方法和應(yīng)用，該方法以磁性納米球為載體，并對載體進行了超支化，采用固定模板法分子印跡技術(shù)制得了氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球，該方法制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球能快速高選擇性地分離富集復(fù)雜基質(zhì)中的綠原酸。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將ag氯化鐵、bg乙酸鈉、cg己二胺和dml乙二醇置于反應(yīng)釜中，在180～210℃下反應(yīng)7～9h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物洗滌、干燥，即得到氨基磁性納米球；其中a:b:c:d＝(0.8～1.2):(3.4～4.8):(4.5～6.5):(20～30)；

步驟二：將emg步驟一制得的氨基磁性納米球、fml無水乙醇和gml丙烯酸甲酯置于反應(yīng)容器中，常溫下反應(yīng)5～7h，再加入hml乙二胺-乙醇溶液，在40～60℃下攪拌反應(yīng)3～6h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物洗滌、干燥，即得到氨基超支化修飾的磁性納米球；其中e:f:g:h＝(100～500):(20～30):(5～20):(15～25)；

步驟三：將ig步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、jmg鹽酸多巴胺和kmg綠原酸加入到mmltris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)6～8h，生成固態(tài)聚合物；其中i:j:k:m＝(0.1～0.2):(45～65):(20～30):(20～30)；

步驟四：待步驟三中的聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；再對分離出的固態(tài)聚合物進行洗脫、干燥，即得到氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。

所述步驟一和步驟二中用超純水將反應(yīng)產(chǎn)物洗滌至中性，然后在40～50℃及0.05～0.09mpa的壓力下真空干燥4～7h。

所述步驟二中的乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:(1～3)的乙二胺和無水乙醇混合配制而成。

所述步驟三中的tris-hcl緩沖液的ph值為7～8.5。

所述步驟四中使用的洗脫液是體積比為(92～99):(8～1)的無水乙醇與乙酸的混合溶液。

所述步驟四中的干燥溫度為40～50℃，干燥時間為4～7h。

所述的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球的制備方法制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球，所述氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)G原酸的吸附量為5.98～6.27mg/g。

所述氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球的粒徑為20～25nm。

所述的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球在對基質(zhì)中綠原酸的富集、檢測、分離及去除方面的應(yīng)用。

所述的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球在吸附綠原酸方面的應(yīng)用。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球的制備方法，先用水熱法合成氨基磁性納米球；然后將氨基磁性納米球與丙烯酸甲酯加入到乙醇中，常溫攪拌后，再加入乙二胺加熱攪拌，得到氨基超支化修飾的磁性納米球；再將氨基超支化修飾的磁性納米球、綠原酸加入到乙醇中，得到模板-載體的復(fù)合物；再加入鹽酸多巴胺進行聚合，得到固態(tài)聚合物；最后通過外加磁場將固態(tài)聚合物分離出來，將固態(tài)聚合物洗脫、干燥后，即得到氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。本發(fā)明制備方法簡單、條件溫和，采用磁性納米球作為載體，既可實現(xiàn)在外加磁場下固液的快速分離，又可保證載體的良好分散性，同時對載體磁性納米球進行了氨基超支化，增加了其表面氨基活性基團的數(shù)目。并且本發(fā)明以鹽酸多巴胺為功能單體和交聯(lián)劑，可與模板分子充分作用，且反應(yīng)簡單易于操作；采用固定模板法分子印跡技術(shù)，使所得固態(tài)聚合物既對特定的模板分子有專一的選擇性，又具有良好的水溶性。

本發(fā)明制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球粒徑均一、穩(wěn)定性強、水溶性好，對綠原酸的吸附能力強、吸附量大，可簡便、高效、快速地實現(xiàn)對復(fù)雜基質(zhì)中綠原酸的高選擇性去除、分離和富集，在對基質(zhì)，尤其是復(fù)雜基質(zhì)中綠原酸的富集、檢測、分離及去除等方面具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1步驟一合成的氨基磁性納米球的透射電鏡圖。

圖2為本發(fā)明實施例1制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球的透射電鏡圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及本發(fā)明較優(yōu)的實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

實施例1

步驟一、將0.98g氯化鐵、3.46g乙酸鈉、6.03g己二胺和30ml乙二醇置于反應(yīng)釜中，200℃反應(yīng)9h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在45℃、0.06mpa下真空干燥4h，即得到氨基磁性納米球。如圖1所示，制得的氨基磁性納米球的粒徑約為20nm。

步驟二、取100mg步驟一制得的氨基磁性納米球，再將30ml無水乙醇，5ml丙烯酸甲酯一起置于三口瓶中，常溫下反應(yīng)5h，再加入20ml乙二胺-乙醇溶液，50℃下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在45℃、0.06mpa下真空干燥4h，即得氨基超支化修飾的磁性納米球；其中乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:1的乙二胺和無水乙醇混合配制而成；

步驟三、將0.1g步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、45mg功能單體鹽酸多巴胺(本功能單體還能起到交聯(lián)劑的作用)和20mg綠原酸加入到30mlph值為8.5的tris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)8h，生成固態(tài)聚合物；

步驟四、聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將步驟三反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；

步驟五、用體積比為92:8的無水乙醇與乙酸的混合液洗脫步驟四中分離出的固態(tài)聚合物，再在45℃下干燥4h，即得氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。如圖2所示，制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球的粒徑約為22nm。

將實施例1制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球進行吸附性能檢測，具體如下：

(1)將氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球10mg加入到10ml濃度為35μg/ml的cga的水溶液中，室溫下震蕩10min后，通過外加磁場將上清液分離出來；

(2)用高效液相色譜測定(1)中所得上清液中cga的濃度，再計算出氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量；

所測得的上清液中cga的濃度為28.86μg/ml；

所述的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量的計算公式為：

式中ce為上述上清液中cga的濃度；

通過計算，氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量為：6.14mg/g。

實施例2

步驟一、將1.05g氯化鐵，3.98g乙酸鈉、5.14g己二胺和25ml乙二醇置于反應(yīng)釜中，180℃反應(yīng)8h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在40℃、0.07mpa下真空干燥5h，即得氨基磁性納米球。

步驟二、取200mg步驟一制得的氨基磁性納米球，再將25ml無水乙醇，15ml丙烯酸甲酯一起置于三口瓶中，常溫下反應(yīng)5h。再加入18ml乙二胺-乙醇溶液，60℃下攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在40℃、0.07mpa下真空干燥5h，即得氨基超支化修飾的磁性納米球；其中乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:1.5的乙二胺和無水乙醇混合配制而成；

步驟三、將0.15g步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、50mg功能單體鹽酸多巴胺(本功能單體還能起到交聯(lián)劑的作用)和20mg綠原酸加入到25mlph值為7.5的tris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)7h，生成固態(tài)聚合物；

步驟四、聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將步驟三反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；

步驟五、洗脫步驟四中分離出的固態(tài)聚合物，再在40℃下干燥5h，即得氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。其中洗脫液是體積比為93:7的無水乙醇與乙酸的混合液。

將實施例2制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球進行吸附性能檢測，具體如下：

(1)將氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球10mg加入到10ml濃度為35μg/ml的cga的水溶液中，室溫下震蕩10min后，通過外加磁場將上清液分離出來；

(2)用高效液相色譜測定(1)中所得上清液中cga的濃度，再計算出氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量；

所測得的上清液中cga的濃度為28.77μg/ml；

通過計算，氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量為：6.23mg/g。

實施例3

步驟一、將1.15g氯化鐵，4.06g乙酸鈉、5.29g己二胺和28ml乙二醇置于反應(yīng)釜中，190℃反應(yīng)8h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在48℃、0.06mpa下真空干燥6h，即得氨基磁性納米球。

步驟二、取250mg步驟一制得的氨基磁性納米球，再將28ml無水乙醇，18ml丙烯酸甲酯一起置于三口瓶中，常溫下反應(yīng)6.5h。再加入22ml乙二胺-乙醇溶液，48℃下攪拌反應(yīng)5.6h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在48℃、0.06mpa下真空干燥6h，即得氨基超支化修飾的磁性納米球。其中乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:2的乙二胺和無水乙醇混合配制而成；

步驟三、將0.13g步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、60mg功能單體鹽酸多巴胺(本功能單體還能起到交聯(lián)劑的作用)和20mg綠原酸加入到26mlph值為8.0的tris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)7.4h，生成固態(tài)聚合物；

步驟四、聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將步驟三反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；

步驟五、洗脫步驟四中分離出的固態(tài)聚合物，再在48℃下干燥6h，即得氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。其中洗脫液是體積比為94:6的無水乙醇與乙酸的混合液。

將實施例3制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球進行吸附性能檢測，具體如下：

(1)將氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球10mg加入到10ml濃度為35μg/ml的cga的水溶液中，室溫下震蕩10min后，通過外加磁場將上清液分離出來；

(2)用高效液相色譜測定(1)中所得上清液中cga的濃度，再計算出氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量；

所測得的上清液中cga的濃度為28.73μg/ml；

通過計算，氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量為：6.27mg/g。

實施例4

步驟一、將0.85g氯化鐵，4.52g乙酸鈉、4.86g己二胺和24ml乙二醇置于反應(yīng)釜中，195℃反應(yīng)7.8h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在46℃、0.08mpa下真空干燥4.5h，即得氨基磁性納米球。

步驟二、取350mg步驟一制得的氨基磁性納米球，再將27ml無水乙醇，5ml丙烯酸甲酯一起置于三口瓶中，常溫下反應(yīng)5.5h。再加入20ml乙二胺-乙醇溶液，55℃下攪拌反應(yīng)5.8h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在46℃、0.08mpa下真空干燥4.5h，即得氨基超支化修飾的磁性納米球；其中乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:3的乙二胺和無水乙醇混合配制而成；

步驟三、將0.16g步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、65mg功能單體鹽酸多巴胺(本功能單體還能起到交聯(lián)劑的作用)和20mg綠原酸加入到30mlph值為8.0的tris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)6.9h，生成固態(tài)聚合物；

步驟四、聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將步驟三反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；

步驟五、洗脫步驟四中分離出的固態(tài)聚合物，再在46℃下干燥4.5h，即得氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。其中洗脫液是體積比為95:5的無水乙醇與乙酸的混合液。

將實施例4制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球進行吸附性能檢測，具體如下：

(1)將氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球10mg加入到10ml濃度為35μg/ml的cga的水溶液中，室溫下震蕩10min后，通過外加磁場將上清液分離出來；

(2)用高效液相色譜測定(1)中所得上清液中cga的濃度，再計算出氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量；

所測得的上清液中cga的濃度為28.87μg/ml；

通過計算，氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量為：6.13mg/g。

實施例5

步驟一、將0.8g氯化鐵，3.4g乙酸鈉、4.5g己二胺和20ml乙二醇置于反應(yīng)釜中，205℃反應(yīng)7h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在40℃、0.05mpa下真空干燥4h，即得氨基磁性納米球。

步驟二、取400mg步驟一制得的氨基磁性納米球，再將20ml無水乙醇，10ml丙烯酸甲酯一起置于三口瓶中，常溫下反應(yīng)6h。再加入15ml乙二胺-乙醇溶液，40℃下攪拌反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在40℃、0.05mpa下真空干燥4h，即得氨基超支化修飾的磁性納米球。其中乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:1.8的乙二胺和無水乙醇混合配制而成；

步驟三、將0.12g步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、55mg功能單體鹽酸多巴胺(本功能單體還能起到交聯(lián)劑的作用)和25mg綠原酸加入到20mlph值為7.0的tris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)6h，生成固態(tài)聚合物；

步驟四、聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將步驟三反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；

步驟五、洗脫步驟四中分離出的固態(tài)聚合物，再在40℃下干燥4h，即得氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。其中洗脫液是體積比為97:3的無水乙醇與乙酸的混合液。

將實施例5制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球進行吸附性能檢測，具體如下：

(1)將氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球10mg加入到10ml濃度為35μg/ml的cga的水溶液中，室溫下震蕩10min后，通過外加磁場將上清液分離出來；

(2)用高效液相色譜測定(1)中所得上清液中cga的濃度，再計算出氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量；

所測得的上清液中cga的濃度為29.02μg/ml；

通過計算，氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量為：5.98mg/g。

實施例6

步驟一、將1.2g氯化鐵，4.8g乙酸鈉、6.5g己二胺和26ml乙二醇置于反應(yīng)釜中，210℃反應(yīng)8.5h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在50℃、0.09mpa下真空干燥7h，即得氨基磁性納米球。

步驟二、取500mg步驟一制得的氨基磁性納米球，再將23ml無水乙醇，20ml丙烯酸甲酯一起置于三口瓶中，常溫下反應(yīng)7h。再加入25ml乙二胺-乙醇溶液，45℃下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用超純水洗至中性，在50℃、0.09mpa下真空干燥7h，即得氨基超支化修飾的磁性納米球。其中乙二胺-乙醇溶液是由體積比為1:2.5的乙二胺和無水乙醇混合配制而成；

步驟三、將0.2g步驟二制得的氨基超支化修飾的磁性納米球、62mg功能單體鹽酸多巴胺(本功能單體還能起到交聯(lián)劑的作用)和30mg綠原酸加入到23mlph值為7.8的tris-hcl緩沖液中，室溫下聚合反應(yīng)6.5h，生成固態(tài)聚合物；

步驟四、聚合反應(yīng)結(jié)束后，通過外加磁場將步驟三反應(yīng)液中生成的固態(tài)聚合物分離出來；

步驟五、洗脫步驟四中分離出的固態(tài)聚合物，再在50℃下干燥7h，即得氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球。其中洗脫液是體積比為99:1的無水乙醇與乙酸的混合液。

將實施例6制得的氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球進行吸附性能檢測，具體如下：

(1)將氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球10mg加入到10ml濃度為35μg/ml的cga的水溶液中，室溫下震蕩10min后，通過外加磁場將上清液分離出來；

(2)用高效液相色譜測定(1)中所得上清液中cga的濃度，再計算出氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量；

所測得的上清液中cga的濃度為28.93μg/ml；

通過計算，氨基超支化的綠原酸分子印跡磁性納米球?qū)ga的吸附量為：6.07mg/g。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。