CN104931707A - 一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法 - Google Patents

一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104931707A
CN104931707A CN201510236524.5A CN201510236524A CN104931707A CN 104931707 A CN104931707 A CN 104931707A CN 201510236524 A CN201510236524 A CN 201510236524A CN 104931707 A CN104931707 A CN 104931707A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photonic crystal
crystal film
cyclodextrin
tryptophan
gel photonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510236524.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘士荣
杨兆昆
倪忠斌
陈明清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201510236524.5A priority Critical patent/CN104931707A/zh
Publication of CN104931707A publication Critical patent/CN104931707A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6803—General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
    • G01N33/6806—Determination of free amino acids

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法。所述分子印迹凝胶光子晶体材料可用于水溶液中目标分子的实时、快速检测。本发明利用L-色氨酸(L-Trp)为模板分子，马来酸酐改性的β-环糊精(MAH-β-CD)和丙烯酰胺(AM)为双功能单体，以聚苯乙烯胶体晶体为模板制备出相应的分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜。该凝胶光子晶体膜的布拉格(Bragg)衍射波长随水溶液中色氨酸浓度的变化发生明显的移动，并能肉眼观察到明显的颜色变化，由此实现了对色氨酸实时、现场的快速测定。

Description

一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法
技术领域
本发明涉及一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法，属于光子晶体和分析检测技术领域。
背景技术
色氨酸是一种重要的人体和动物等生长所必需的氨基酸，广泛用于医药、食品和饲料添加剂等领域。色氨酸的测定方法有高效液相色谱法、毛细管电泳法、荧光光谱法和分光光度法等。但这些方法大部分需要进行分离或需要对氨基酸进行衍生化，由此带来分析测试过程比较复杂，因此，有必要寻找高效、快速的色氨酸分析检测新方法。
分子印迹技术是基于人工模拟的抗体-抗原及酶-底物之间的专一识别而发展起来的一项分离和分析技术，凭借其选择性好、识别性高等优点，在传感器领域具有较大的潜在应用价值而引起了人们广泛关注。分子印迹凝胶光子晶体综合了分子印迹技术与凝胶光子晶体技术二者的优点，具有特异性、灵敏性及可视化检测的特点。分子印迹凝胶光子晶体可视化检测的特点为其在分析领域中用于“裸眼检测”提供了可能。其在检测中的应用避免了传统分析方法繁琐的样品处理，耗时的操作和昂贵的仪器和操作成本。中国专利CN103499548A公开了基于光子晶体分子印迹水凝胶对香兰素的测定方法，实现了对痕量香兰素的快响应速度、高选择性、高灵敏度的快速检测。
分子印迹凝胶光子晶体的特异性检测是基于印迹空腔与目标分子间的相互作用及大小、形状的匹配。目前，迅速发展的分子印迹凝胶光子晶体中涉及的分子印迹作用主要是氢键等非共价键作用，然而氢键等作用在水溶液中易受到干扰，而造成分子印迹作用减弱，使得分子印迹凝胶光子晶体的特异性、灵敏性较差。因此，亟需在分子印迹凝胶光子晶体体系中引入一种不易被干扰的作用力，以使得在水溶液中进行的分子印迹过程更高效，识别过程特异性更强，灵敏性更高。
发明内容
本发明的目的是解决分子印迹凝胶光子晶体用于水溶液中检测时易被干扰的难题，公开一种将环糊精单元引入分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体，在水溶液中现场、实时检测色氨酸的方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法，包括以下步骤：
(1)制备环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜
将单分散系数＜0.005聚苯乙烯(PS)乳液(粒径为200nm)配成质量分数为1％的乳液(以下简称为PS乳液)；利用垂直沉积法在玻璃片上制备出PS胶体晶体；
将模板分子色氨酸(L-Trp)、功能单体、经马来酸酐改性的环糊精(MAH-β-CD)、交联剂、溶于5mL二次蒸馏水中混合均匀，再加入引发剂组成前驱液；
在玻璃片上再覆盖一层石英玻璃片，并用夹子固定，将其倾斜15°，在下边缘滴加前驱液，借助毛细作用使前驱液布满整块胶体晶体模板，然后将其置于紫外光下低温(0℃)光聚合2h，得到PS-分子印迹光子晶体复合物；
将PS-分子印迹光子晶体复合物先置于二甲苯中48h，分离玻璃片和石英玻璃片，除去PS胶体晶体；然后置于甲醇与乙酸混合液(甲醇∶乙酸＝9∶1)中2h，除去印迹分子色氨酸，得到分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜；
(2)环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定
将环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜浸入不同浓度的色氨酸水溶液中，溶胀达到稳定以后，取出后测定其反射光谱，并用数码相机拍摄相应的光学照片。
进一步地，所述的功能单体是丙烯酰胺(AM)，所述的交联剂是N，N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)，所述的引发剂是2，2-二乙氧基苯乙酮(DEAP)；
进一步地，所述的模板分子色氨酸加入量是0.3mmol，
进一步地，所述的丙烯酰胺加入量是20mmol，所述的MAH-β-CD的加入量是0.75mmol；所述的N，N-亚甲基双丙烯酰胺加入量是1.2mmol，所述的引发剂加入量是50μL；
进一步地，所述的色氨酸水溶液是10-10mol/L～10-5mol/L。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明将环糊精衍生物引入到分子印迹凝胶光子晶体中，环糊精疏水空腔与印迹分子的疏水作用在水溶液中仍能稳定存在，因此增强了分子印迹凝胶光子晶体在水溶液中检测时的特异性与灵敏性；
(2)本发明采用的前驱液填充方法使前驱液的填充更为方便容易实现且有效减少了胶体晶体模板在填充时的滑动，制得多孔结构较为规整；
(3)本发明以高度有序大孔结构的光子晶体为模板，结合分子印迹技术，通过不同浓度的色氨酸中，分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜宏观颜色的变化，实现了对色氨酸快速裸眼的检测。
(4)本发明的分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜稳定性好，且具有良好的可重复使用性能。
附图说明
图1是实施例1制备的马来酸酐改性环糊精(MAH-β-CD)及环糊精(β-CD)的FT-TR谱图。
图2是实施例2制备的环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜的SEM照片。从照片中可以看出，该凝胶光子晶体膜内部具有三维有序大孔结构。
图3是实施例3中的环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜在不同浓度色氨酸(L-Trp)溶液的反射光谱图。其反射波长随溶液浓度增加发生红移，红移量为124nm。
图4是实施例3中的环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜置于目标分子三种浓度中(0mol L-1，10-8mol L-1，10-5mol L-1)的光学照片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1：马来酸酐改性环糊精的制备
将0.005molβ-CD溶于30mLN，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，机械搅拌使其完全溶解，接着加入0.05mol MAH，可得到澄清溶液；在氮气氛围下，固定搅拌速度400转，80℃反应10h，反应液变为棕黄色；待其冷却至室温，将其缓慢滴加到30mL氯仿中可得到黄色沉淀；将沉淀物用丙酮洗涤(＞3次)，80℃真空干燥48h，即制备出马来酸酐改性的环糊精(MAH-β-CD)。
实施例2：环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜制备
胶体晶体的制备：采用无皂乳液聚合法，制备出质量分数为6.9％，粒径为220nm的PS微球乳液(单分散系数为0.004)；取出8.7g配制成质量分数为1％的60g PS乳液；
垂直沉积法制备PS胶体晶体：将上述质量分数为1％的PS乳液置于25mL小烧杯中，然后将预先处理过的玻璃片垂直插入烧杯中，将其置于恒温恒湿箱(温度50℃，湿度40％)中28h即可得到PS胶体晶体。
前驱液的填充和聚合：前驱液组成：0.3mmol L-Trp，0.75mmolMAH-β-CD，20mmol AM，1.2mmol BIS，50μL DEAP，5mL H2O。在制得的胶体晶体玻璃片表面覆盖一层石英玻璃片，将二者用夹子固定并将其倾斜15°，采用5μL的微量进样器在下边缘缓慢滴加前驱液，借助毛细作用使前驱液布满整块胶体晶体模板，然后将其置于紫外光下低温(0℃)光聚合2h，得到PS-分子印迹光子晶体复合物；
刻蚀PS微球和洗脱印迹分子：将PS-分子印迹光子晶体复合物浸于水溶液中以使其从玻璃片上剥离，接着置于二甲苯中48h，然后置于甲醇与乙酸混合液(甲醇∶乙酸＝9∶1)中2h，得到分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜。
实施例3：环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定
配置浓度为0mol/L，10-10mol/L，10-9mol/L，10-8mol/L，10-7mol/L，10-6mol/L，10-5mol/L的色氨酸水溶液，将制得的分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜依次置于上述溶液中，待溶胀达到平衡以后取出。用光纤光谱仪测定反射光谱，数码相机拍摄相应的光学照片。

Claims (2)

1.一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)制备环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜
将单分散系数＜0.005聚苯乙烯(PS)乳液(粒径为200nm)配成质量分数为1％的乳液(以下简称为PS乳液)；利用垂直沉积法在玻璃片上制备出PS胶体晶体；
将模板分子色氨酸(L-Trp)、功能单体、经马来酸酐改性的环糊精(MAH--β-CD)、交联剂、溶于5mL二次蒸馏水中混合均匀，再加入引发剂组成前驱液；
在玻璃片上再覆盖一层石英玻璃片，并用夹子固定，将其倾斜15°，在下边缘滴加前驱液，借助毛细作用使前驱液布满整块胶体晶体模板，然后将其置于紫外光下低温(0℃)光聚合2h，得到PS-分子印迹光子晶体复合物；
将PS-分子印迹光子晶体复合物先置于二甲苯中48h，分离玻璃片和石英玻璃片，除去PS胶体晶体；然后置于甲醇与乙酸混合液(甲醇：乙酸＝9∶1)中2h，除去印迹分子色氨酸，得到分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜；
(2)环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定
将环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜浸入不同浓度的色氨酸水溶液中，溶胀达到稳定以后，取出后测定其反射光谱，并用数码相机拍摄相应的光学照片。
2.根据权利要求1所述的基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法，其特征是：
所述的功能单体是丙烯酰胺(AM)，所述的交联剂是N，N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)，所述的引发剂是2，2-二乙氧基苯乙酮(DEAP)；
所述的模板分子色氨酸加入量是0.3mmol；
所述的丙烯酰胺加入量是20mmol，所述的MAH-β-CD的加入量是0.75mmol；所述的N，N-亚甲基双丙烯酰胺加入量是1.2mmol，所述的引发剂加入量是50μL；
所述的色氨酸水溶液是10-10mol/L～10-5mol/L。
CN201510236524.5A 2015-05-08 2015-05-08 一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法 Pending CN104931707A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510236524.5A CN104931707A (zh) 2015-05-08 2015-05-08 一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510236524.5A CN104931707A (zh) 2015-05-08 2015-05-08 一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104931707A true CN104931707A (zh) 2015-09-23

Family

ID=54118973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510236524.5A Pending CN104931707A (zh) 2015-05-08 2015-05-08 一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104931707A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536743A (zh) * 2016-02-29 2016-05-04 太原理工大学 一种反相乳液重金属离子印迹材料的制备及其应用
CN107556517A (zh) * 2017-09-01 2018-01-09 天津科技大学 一种基于环糊精分子组装体的蛋白质印迹凝胶的制备方法
CN112964672A (zh) * 2021-03-18 2021-06-15 天津大学 一种检测磺胺甲噁唑的分子印迹光子晶体的制备方法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582971B1 (en) * 2000-08-21 2003-06-24 Lynntech, Inc. Imprinting large molecular weight compounds in polymer composites
WO2011014923A1 (en) * 2009-08-05 2011-02-10 Monash University Molecularly imprinted polymers, methods for their production and uses thereof
CN103033596A (zh) * 2012-11-23 2013-04-10 南昌大学 磁性分子印迹技术在微流控分析系统手性识别中的应用
CN104389024A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 江南大学 一种颜色可调的凝胶光子晶体膜的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582971B1 (en) * 2000-08-21 2003-06-24 Lynntech, Inc. Imprinting large molecular weight compounds in polymer composites
WO2011014923A1 (en) * 2009-08-05 2011-02-10 Monash University Molecularly imprinted polymers, methods for their production and uses thereof
CN103033596A (zh) * 2012-11-23 2013-04-10 南昌大学 磁性分子印迹技术在微流控分析系统手性识别中的应用
CN104389024A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 江南大学 一种颜色可调的凝胶光子晶体膜的制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEI QIN，ET AL: "Molecularly imprinted polymer prepared with bonded β-cyclodextrin and acrylamide on functionalized silica gel for selective recognition of tryptophan in aqueous media", 《JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A》 *
XIAO-YAN LIU, ET AL: "Molecularly imprinted photonic polymer based on β-cyclodextrin for amino acid sensing", 《TALANTA》 *
伊东 等: "聚苯乙烯微球模板法制备反蛋白石型光子晶体水凝胶薄膜", 《功能材料》 *
王金权 等: "蛋白石、反蛋白石结构光子晶体的制备进展", 《材料导报Ａ：综述篇》 *
韩国志和孙立国: "反蛋白石光子晶体的研究进展", 《化学通报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105536743A (zh) * 2016-02-29 2016-05-04 太原理工大学 一种反相乳液重金属离子印迹材料的制备及其应用
CN107556517A (zh) * 2017-09-01 2018-01-09 天津科技大学 一种基于环糊精分子组装体的蛋白质印迹凝胶的制备方法
CN112964672A (zh) * 2021-03-18 2021-06-15 天津大学 一种检测磺胺甲噁唑的分子印迹光子晶体的制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hong et al. Cysteine-specific surface tethering of genetically engineered cytochromes for fabrication of metalloprotein nanostructures
Tsioris et al. Functionalized‐silk‐based active optofluidic devices
CN104931707A (zh) 一种基于环糊精分子印迹反蛋白石凝胶光子晶体膜对色氨酸的测定方法
CN109900653B (zh) 一种快速检测溶菌酶的分子印迹光子晶体膜及其制备方法和应用
US10288569B2 (en) Hydrogel, preparation method thereof, and pH sensor comprising the same
SE518539C2 (sv) Sätt och kyvett för kvantitativ hemoglobinbestämning i outspätt helblod
EP2615125A1 (fr) Detecteurs nanoporeux de composes aromatiques monocycliques et autres polluants
Angeli et al. Microwave-assisted photochemical reactor for the online oxidative decomposition and determination of p-hydroxymercurybenzoate and its thiolic complexes by cold vapor generation atomic fluorescence detection
CN105566671A (zh) 一种制备有机-无机杂化多孔整体材料的方法
CN107261868A (zh) 一种温敏型两亲性聚合物改性纸基滤膜及其制备方法
CN107219173B (zh) 一种嗜酸乳杆菌s-层蛋白分子印迹传感器及其制备方法和应用
Wallington et al. Sol-gel entrapped materials for optical sensing of solvents and metal ions
Xiong et al. A microvolume molecularly imprinted polymer modified fiber-optic evanescent wave sensor for bisphenol A determination
Wang et al. Photoresponsive molecularly imprinted hydrogel casting membrane for the determination of trace tetracycline in milk
Zhang et al. Synthesis of molecularly imprinted polymer nanoparticles for the fast and highly selective adsorption of sunset yellow
CN104020147A (zh) 一种荧光型分子印迹探针的制备方法
CN105115947A (zh) 一种石墨烯量子点传感器及其在检测三硝基苯酚方面的应用
CN104237170A (zh) 一种表面等离子体共振成像传感检测系统
CN101660999B (zh) 一种基于整体材料富集的微量近红外光谱分析方法
CN101986142A (zh) 一种高选择性的Cd2+印迹比色化学传感膜的制备方法
TWI716717B (zh) 用於基材表面修飾的化合物及基材表面的修飾方法
Li et al. Sol–gel horseradish peroxidase biosensor for the chemiluminescent flow determination of hydrogen peroxide
US9977000B2 (en) Material for detecting phenol derivatives and applications thereof
US9322596B2 (en) Drying device and method of aqueous moisture gel
RU2457481C1 (ru) Способ определения кадмия (ii)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150923

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication