CN107490576A - 一种快速检测农药、毒素和纳米粒子的光子晶体水凝胶微球及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于药物检测技术领域，基于综合应用分子印迹、光子晶体、溶胶‑凝胶等纳米制备技术，构建了一种分子、纳米和微米层次上具有自表达特性的分子印迹水凝胶分散体系，在常温下将光子晶体水凝胶墨水涂覆在待检测区域，随着印记分子溶于溶剂，光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色发生改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质，该种微球可以应用于违禁农药、毒素和重金属量子点纳米粒子的检测。

Description

一种快速检测农药、毒素和纳米粒子的光子晶体水凝胶微球 及其制备方法和应用
技术领域：
本发明属于药物检测技术领域，基于综合应用分子印迹、光子晶体、溶胶-凝胶、微流控等制备技术，构建了一种在纳米和微米层次上具有自表达特性的分子印迹水凝胶分散体系，该体系可以通过观察颜色变化快速定性以及半定量检测生物分子和纳米粒子，可应用于农药、毒素和纳米粒子的检测。
背景技术：
光子晶体是由介电常数不同的材料在空间上周期有序排列而成，使得光子晶体在纤维、反射镜、光开关、传感器、太阳能电池等领域得到了快速发展。光子晶体纳米粒子是一种具有优良性能的非线性光学材料，具有单分散性、粒径可控等特点，可以组成面心立方体的三维光子晶体，其特点是具有光子带隙和结构色。利用微流控技术制备出光子晶体微球作为载体在生物检测以及溶剂、湿度、pH的检测中得到了越来越多的运用。相对于其他形式的载体，光子晶体微球具有角度依赖性小、比表面积大以及物质交换迅速等优点。将带有印记分子空穴的水凝胶和光子晶体结合作为检测的载体，可以实现对目标分子的快速实时、专一、无标检测。
分子印迹技术是将印记分子与水凝胶前驱液混合均匀聚合后，洗脱印记分子，利用剩余水凝胶对印记分子进行检测。印记分子聚合物具有很高的特异性、灵敏度和可重复性以及高环境适应性等优点，近些年来，分子印迹相关的研究逐渐成为了研究的热点。如专利CN 101220167 A，所述方法为：将水凝胶MAA前驱体中加入茶碱和咖啡因，灌入蛋白石结构的 SiO2光子晶体中，去除SiO2模板和印记分子后，得到了对茶碱和咖啡因具有特异性检测的分子印迹水凝胶光子晶体薄膜，加入后颜色的变化可以肉眼识别。CN 101793996 B公开了一种水凝胶反蛋白石结构光子晶体薄膜，通过苯硼酸和葡萄糖分子间形成酯键使得薄膜颜色发生红移，实现了对葡萄糖的识别，但薄膜的制备不易携带且不易检测固体印记分子，这在一定程度上限制了其应用。
专利CN 102675531 A公开了一种可检测有机磷毒的分子印迹光子晶体，通过制备反蛋白石光子晶体水凝胶膜，可实现对有机磷毒剂沙林，梭曼，VX和R-VX的检测，但是通过反射峰强度的变化来判断，没有反射峰的位移不易观测。
专利CN 101279232 B公开了一种基于微流控技术的光子晶体微球制备方法，通过水相和油相的剪切作用得到大小均一的液滴，通过恒温挥发溶剂，得到微米级大小的蛋白石结构的光子晶体微球，适合作为药物载体或模板；专利CN106124493 A公开了一种将苯硼酸和水凝胶光子晶体微球结合起来检测葡萄糖、糖蛋白等，但是其布拉格反射的反射波小于20nm，颜色变化不大，不足以实现裸眼识别，仍需要仪器检测才能确定印记分子是否存在。
发明内容：
本发明的目的是提供一种可用于检测毒素、违禁农药和重金属量子点纳米粒子等物质的光子晶体水凝胶墨水的方法，其制备方法简单，易于携带，颜色变化明显可用于裸眼识别，识别速度快，重复性好。
本发明首先提供一种分子印记光子晶体水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：
A.光子晶体微球模板制备
将单分散的胶体纳米粒子粉末稀释于去离子水中进行超声震荡得到胶体纳米粒子溶胶，利用微流控技术或者注射器剪切将纳米粒子溶液在硅油中剪切成单分散液滴，将液滴置于烘箱中，使得胶体纳米粒子慢慢组装成蛋白石光子晶体结构，清洗，煅烧得到光子晶体微球模板；
B.光子晶体水凝胶微球制备
(1)水凝胶前驱液的配置
将单体、交联剂、印记分子、引发剂、溶剂1和去离子水混合，搅拌8-15h，其中需先将印记分子、单体、溶剂1和去离子水混合搅拌2-4h以充分形成氢键，然后再加入交联剂和引发剂进一步混合；
所述单体选自下列单体中的一种或它们的混合物：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺、N- 异丙基丙烯酰胺、4-乙烯基咪唑、乙烯吡咯烷酮；
所述交联剂选自下列单体中的一种或它们的混合物：聚乙二醇二丙烯酸酯200～聚乙二醇二丙烯酸酯600、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺；
所述印记分子选自下列试剂中的一种或它们的混合物：L-Dopa、D-Dopa、四环素、氯霉素、麻黄碱、伪麻黄碱、阿特拉津、河鲀毒素、甲基膦酸、乙基膦酸、氨甲基膦酸，所述量子点为硒化镉CdSe、硫化镉CdS、碲化镉CdTe；
所述引发剂选自以下试剂的一种：过硫酸盐(如过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾)或偶氮二异丁腈、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮；
所述溶剂1选自以下试剂的一种或两种：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺；
优选，单体、交联剂、印记分子、引发剂、溶剂1和去离子按照30～50：5～15：0.1～0.5： 0.4～1.6：30～50：5～15的质量比进行混合。
(2)光子晶体水凝胶微球的制备
将步骤A制得的光子晶体微球模板浸泡于浓硫酸和过氧化氢组成的溶液中进行亲水处理后，将其浸泡在步骤(1)制备得到的含有印记分子的水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板的空隙后，颜色从白色不透明到彩色半透明，进行紫外光照聚合，聚合后放入腐蚀液中刻蚀胶体粒子，放入分子印迹清洗液中洗去印记分子，得到所述光子晶体水凝胶微球；所述方法中缓冲溶液为磷酸盐的缓冲溶液或者Tris-HCl缓冲溶液。
优选，紫外光的强度为10mW/cm2-100mW/cm2，照射时间为10-30min。
优选，印记分子清洗液选自以下一种或两种以上的试剂：乙酸、二甲基亚砜、盐酸、氨水。
本发明另外提供一种含有前述方法制备得到的光子晶体微球的缓冲溶液，所述缓冲溶液为磷酸盐的缓冲溶液或者Tris-HCl缓冲溶液。
本发明另外提供一种检测毒素、违禁农药和重金属量子点纳米粒子的方法，其中，在常温下将前述的缓冲溶液涂覆在待检测区域，随着印记分子溶于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换，光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色随印记分子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量。
此外，本申请的申请人预料不到地发现了光子晶体微球特定制备原料与特定印迹分子分子之间的优选组配关系，具体例如：单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、4-乙烯基咪唑，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯200～聚乙二醇二丙烯酸酯600，对应的检测对象为L-Dopa、D-Dopa、氯霉素、阿特拉津、甲基膦酸、乙基膦酸、氨甲基膦酸，硒化镉 CdSe、硫化镉CdS、碲化镉CdTe量子点；或者单体选自丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，对应的检测对象为四环素、麻黄碱、伪麻黄碱、河鲀毒素。优选，单体选自甲基丙烯酸，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯，对应的检测对象为左旋多巴、甲基膦酸，最优选，制备步骤中的模板为SiO2光子晶体微球模板；单体选自丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺的混合物，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯，检测对象为氯霉素或伪麻黄碱，最优选，制备步骤中的模板为聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯光子晶体微球模板；单体选自甲基丙烯酸，交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯，检测对象为硒化镉。
此外，本发明也提供一种前述方法制备得到的分子印迹光子晶体水凝胶微球的应用，其特征在于用于多巴胺类、含磷农药、抗生素、河豚毒素和量子点纳米粒子的检测。
本发明提供的一种用于可以检测毒素、农药以及重金属量子点纳米粒子等物质的光子晶体水凝胶墨水的方法，在常温下将光子晶体水凝胶墨水涂覆在待检测区域，随着印记分子溶于溶剂，光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色发生改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质。
本发明的方法可实现快速无标检测印记分子，并且颜色变化范围大，与浓度呈正相关，肉眼识别，方法简单，成本低廉，可重复性好。
附图说明：
图1为甲基膦酸分子印迹水凝胶光子晶体微球检测过程的示意图。
图2为实施例1光子晶体水凝胶微球检测L-Dopa前后光纤光谱反射峰变化。
具体实施方式：
实施例1：
(一)以SiO2光子晶体为模板的左旋多巴分子印迹水凝胶微球制备
A：将单分散280nm的SiO2纳米粒子和水配成15％质量分数的水溶胶；。利用微流道装置或者注射器在硅油中剪切形成大小均一的液滴，将液滴置于60℃的烘箱中12h，SiO2慢慢排列成密排六方蛋白石光子晶体结构，用石油醚多次清洗得到纯净的SiO2光子晶体微球，置于马弗炉中升温至800℃持续煅烧3h，得到所述光子晶体微球模板。
B：配置含多巴胺水凝胶前驱液：称取0.01g左旋多巴印迹分子，4ml甲基丙烯酸、3ml 无水甲醇和1ml去离子水混合3h，加入2ml二甲基丙烯酸乙二醇酯和0.04g2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，用氮气除氧10min。将步骤A得到的所述光子晶体微球模板浸入食人鱼溶液6h，去离子水清洗3次进行亲水处理，用氮气吹干后放入多巴胺水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板空隙中，颜色从白色变成彩色半透明，置于紫外灯下曝光 20min，得到聚甲基丙烯酸水凝胶微球。
将含有左旋多巴水凝胶的SiO2微球浸泡在1％氢氟酸中12h，最终形成含左旋多巴的反蛋白石光子晶体水凝胶，通过10％质量分数的乙酸溶液洗涤3次，置于0.1M pH＝7.0的PBS 缓冲溶液中得到左旋多巴分子印迹反蛋白石水凝胶光子晶体微球。
(二)印迹分子的检测
将B中得到的水凝胶光子晶体微球置于不同浓度的左旋多巴溶液中，发现在不同浓度的左旋多巴溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，反射峰最大红移为 102nm，最低检测限为10nM/ml，整个过程在3min之内完成；
在黑纸上涂上左旋多巴粉末，将水凝胶微球分散液均匀涂覆在待检测物质周围，随着印迹分子溶于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色随印记分子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量。
实施例2：
(一)以SiO2光子晶体为模板的甲基膦酸分子印迹水凝胶微球制备
A：将单分散312nm的SiO2纳米粒子和水配成17％质量分数的水溶胶；。利用微流道装置或者注射器在硅油中剪切形成大小均一的液滴，将液滴置于65℃的烘箱中11h，SiO2慢慢排列成密排六方蛋白石光子晶体结构，用石油醚多次清洗得到纯净的SiO2微球，置于马弗炉中升温至700℃持续4h，得到所述光子晶体微球模板。
B：配置含甲基膦酸水凝胶前驱液：称取0.02g甲基膦酸，4ml丙烯酸、2ml无水乙醇和 1ml去离子水混合3h，加入2ml PEGDA 400和0.04g 2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，用氮气除氧10min。将步骤A得到的所述光子晶体微球模板浸入食人鱼溶液10h，去离子水清洗3次进行亲水处理，用氮气吹干后放入甲基膦酸水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板空隙中，颜色从白色变成彩色半透明，置于紫外灯下曝光20min，得到聚丙烯酸水凝胶微球。
将含有甲基膦酸水凝胶的SiO2微球浸泡在1％氢氟酸中12h，最终形成含甲基膦酸的反蛋白石光子晶体水凝胶，通过10％质量分数的二甲基亚砜/乙酸溶液洗涤3次，置于0.1M pH＝ 6.4的PBS缓冲溶液中得到甲基膦酸分子印迹反蛋白石水凝胶光子晶体微球。
(二)印迹分子的检测
将B中得到的水凝胶光子晶体微球置于不同浓度的甲基膦酸溶液中，发现在不同浓度的甲基膦酸溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，反射峰最大红移为 131nm，最低检测限为100nM/ml，整个过程在5min之内完成；
在黑纸上涂上甲基膦酸粉末，将水凝胶微球分散液均匀涂覆在待检测物质周围，随着印迹分子溶于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色随印记分子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量。
实施例3：
(一)以PS/PMMA光子晶体微球为模板的氯霉素分子印迹水凝胶微球制备
A：将单分散258nm的PS/PMMA纳米粒子和水配成15％质量分数的水溶胶；。利用微流道装置或者注射器在硅油中剪切形成大小均一的液滴，将液滴置于60℃的烘箱中24h，PS/PMMA慢慢排列成密排六方蛋白石光子晶体结构，用正己烷多次清洗得到纯净的 PS/PMMA微球。将洗涤后的PS/PMMA光子晶体微球用去离子水清洗3次，得到所述光子晶体微球模板。
B：配置含氯霉素水凝胶前驱液：称取0.02g氯霉素，3g丙烯酰胺、1g N-异丙基丙烯酰胺、3ml无水乙醇和1ml去离子水混合3h，加入2ml PEGDA400和0.06g 2,2-二乙氧基苯乙酮，用氮气除氧10min。将步骤A得到的所述光子晶体微球模板放入氯霉素水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板空隙中，颜色从白色变成彩色半透明，置于紫外灯下曝光 20min，得到聚丙烯酰胺水凝胶微球。将含有氯霉素水凝胶的PS/PMMA微球浸泡在丙酮溶液中震荡12h，最终形成含氯霉素的反蛋白石光子晶体水凝胶，通过10％质量分数的乙酸溶液洗涤3次，置于0.1M pH＝7.4的PBS缓冲溶液中得到氯霉素分子印迹反蛋白石水凝胶光子晶体微球。
(二)印迹分子的检测
将B中得到的水凝胶光子晶体微球置于不同浓度的氯霉素溶液中，发现在不同浓度的氯霉素溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，反射峰最大红移为73nm，最低检测限为0.1μM/ml，整个过程在2min之内完成；
在黑纸上涂上氯霉素粉末，将水凝胶微球分散液均匀涂覆在待检测物质周围，随着印迹分子溶于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色随印记分子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量。
实施例4：
(一)以PS/PMMA光子晶体为模板的伪麻黄碱分子印迹水凝胶微球制备
A：将单分散258nm的PS/PMMA纳米粒子和水配成15％质量分数的水溶胶；。利用微流道装置或者注射器在硅油中剪切形成大小均一的液滴，将液滴置于60℃的烘箱中24h，PS/PMMA慢慢排列成密排六方蛋白石光子晶体结构，用正己烷多次清洗得到纯净的 PS/PMMA微球。将洗涤后的PS/PMMA光子晶体微球用去离子水清洗3次，得到所述光子晶体微球模板。
B：配置含伪麻黄碱水凝胶前驱液：称取0.02g伪麻黄碱，3g丙烯酰胺、1g N-异丙基丙烯酰胺、3ml无水乙醇和1ml去离子水混合3h，加入2ml PEGDA 600和0.06g 2,2-二乙氧基苯乙酮，用氮气除氧10min,将步骤A得到的所述光子晶体微球模板放入伪麻黄碱水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板空隙中，颜色从白色变成彩色半透明，置于紫外灯下曝光20min，得到聚丙烯酰胺水凝胶微球。将含有伪麻黄碱水凝胶的PS/PMMA微球浸泡在丙酮溶液中震荡12h，最终形成含伪麻黄碱的反蛋白石光子晶体水凝胶，通过10％质量分数的乙酸溶液洗涤3次，置于0.1M pH＝7.4的PBS缓冲溶液中得到伪麻黄碱分子印迹反蛋白石水凝胶光子晶体微球。
(二)印迹分子的检测
将B中得到的水凝胶微球置于不同浓度的伪麻黄碱溶液中，发现在不同浓度的伪麻黄碱溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，反射峰最大红移为61nm，最低检测限为10nM/ml整个过程在7min之内完成；
在黑纸上涂上伪麻黄碱粉末，将水凝胶微球分散液均匀涂覆在待检测物质周围，随着印迹分子溶于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色随印记分子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量。
实施例5：
(一)以SiO2光子晶体为模板的硒化镉CdSe量子点纳米粒子印迹水凝胶微球制备
A：将单分散280nm的SiO2纳米粒子和水配成15％质量分数的水溶胶；。利用微流道装置或者注射器在硅油中剪切形成大小均一的液滴，将液滴置于60℃的烘箱中12h，SiO2慢慢排列成密排六方蛋白石光子晶体结构，用石油醚多次清洗得到纯净的SiO2微球，置于马弗炉中升温至800℃持续3h，得到所述光子晶体微球模板。
B：配置含硒化镉CdSe量子点水凝胶前驱液：称取0.01g羧基化的硒化镉CdSe量子点， 4ml甲基丙烯酸、3ml无水甲醇和1ml去离子水混合6h，加入2ml EGDMA和0.04g 2-羟基-4-(2- 羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，用氮气除氧10min。将煅烧后的SiO2光子晶体微球浸入食人鱼溶液6h，去离子水清洗3次进行亲水处理，用氮气吹干后放入硒化镉水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板空隙中，颜色从白色变成彩色半透明。置于紫外灯下曝光15min，得到聚甲基丙烯酸水凝胶微球。
将含有硒化镉CdSe量子点水凝胶的SiO2微球浸泡在1％氢氟酸中12h，最终形成含硒化镉纳米粒子的反蛋白石光子晶体水凝胶，通过10％质量分数的乙酸溶液洗涤3次，置于0.1 M pH＝7.0的PBS缓冲溶液中得到硒化镉纳米粒子印迹反蛋白石水凝胶光子晶体微球。
(二)印迹分子的检测
将B中得到的水凝胶微球置于不同浓度的羧基化的硒化镉CdSe量子点溶液中，发现在不同浓度羧基化的硒化镉CdSe量子点溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，反射峰最大红移为75nm，最低检测限为10-3nM/ml，整个过程在10min之内完成；
在黑纸上涂上硒化镉CdSe量子点粉末，将水凝胶微球分散液均匀涂覆在待检测物质周围，随着印迹纳米粒子分散于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色纳米粒子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量。
实施例6：
除了将水凝胶单体换为甲基丙烯酸羟乙酯，其余步骤和方法与实施例2相同，最后所得甲基膦酸分子印迹水凝胶在不同浓度的甲基膦酸溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，但是反射峰最大红移仅为20nm，证明单体的选择是实验的关键因素之一。
实施例7：
除了将水凝胶交联剂PEGDA400换成PEGDA600，其余步骤和方法与实施例3相同，最后所得氯霉素分子印迹水凝胶在不同浓度的氯霉素溶液中，微球颜色发生不同程度的红移，浓度越大，红移越多，但是反射峰最大红移仅为30nm，证明交联剂的选择是实验的关键因素之一。

Claims (9)

1.一种分子印记光子晶体水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：
A.光子晶体微球模板制备
将单分散的胶体纳米粒子粉末稀释于去离子水中进行超声震荡得到胶体纳米粒子溶胶，利用微流控技术或者注射器剪切将纳米粒子溶液在硅油中剪切成单分散液滴，将液滴置于烘箱中，使得胶体纳米粒子慢慢组装成蛋白石光子晶体结构，清洗，煅烧得到光子晶体微球模板；
B.光子晶体水凝胶微球制备
(1)水凝胶前驱液的配置
将单体、交联剂、印记分子、引发剂、溶剂1和去离子水混合，搅拌8-15h，其中需先将印记分子、单体、溶剂1和去离子水混合搅拌2-4h以充分形成氢键，然后再加入交联剂和引发剂进一步混合；
所述单体选自下列单体中的一种或它们的混合物：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、4-乙烯基咪唑、乙烯吡咯烷酮；
所述交联剂选自下列单体中的一种或它们的混合物：聚乙二醇二丙烯酸酯200～聚乙二醇二丙烯酸酯600、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺；
所述印记分子选自下列试剂中的一种或它们的混合物：L-Dopa、D-Dopa、四环素、氯霉素、麻黄碱、伪麻黄碱、阿特拉津、河鲀毒素、甲基膦酸、乙基膦酸、氨甲基膦酸，所述量子点为硒化镉CdSe、硫化镉CdS、碲化镉CdTe；
所述引发剂选自以下试剂的一种：过硫酸盐(如过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾)或偶氮二异丁腈、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮；
所述溶剂1选自以下试剂的一种或两种：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺；
优选，单体、交联剂、印记分子、引发剂、溶剂1和去离子按照30～50：5～15：0.1～0.5：0.4～1.6：30～50：5～15的质量比进行混合。
(2)光子晶体水凝胶微球的制备
将步骤A制得的光子晶体微球模板浸泡于浓硫酸和过氧化氢组成的溶液中进行亲水处理后，将其浸泡在步骤(1)制备得到的含有印记分子的水凝胶前驱液中，当水凝胶前驱液充分进入微球模板的空隙后，颜色从白色不透明到彩色半透明，进行紫外光照聚合，聚合后放入腐蚀液中刻蚀胶体粒子，放入分子印迹清洗液中洗去印记分子，得到所述光子晶体水凝胶微球；
所述方法中缓冲溶液为磷酸盐的缓冲溶液或者Tris-HCl缓冲溶液。
2.权利要求1所述的方法，其中步骤A中使用的胶体溶液选用二氧化硅胶体粒子溶液、二氧化钛胶体粒子溶液和聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯微球中的一种或两种以上的任意混合，胶体粒子粒径控制在170nm-500nm之间，组装胶体纳米粒子微球的温度为50-80℃，SiO2胶体粒子微球煅烧温度为500-1000℃，时间为3-5h。
3.权利要求1所述的方法，其中去除步骤B中胶体粒子的腐蚀液选自氢氟酸、甲苯、四氢呋喃溶液的一种。
4.权利要求1所述的方法，其中紫外光的强度为10mW/cm2-100mW/cm2，照射时间为10-30min。
5.权利要求1所述的方法，其中印记分子清洗液选自以下一种或两种以上的试剂：乙酸、二甲基亚砜、盐酸、氨水。
6.一种含有权利要求1－5任一项所述方法制备得到的光子晶体微球的缓冲溶液。
7.一种检测印迹分子的方法，其中，在常温下将权利要求6所述的缓冲溶液涂覆在待检测区域，随着印记分子溶于溶剂，与水凝胶微球内部发生溶质交换，光子晶体水凝胶微球的光子带隙发生红移，颜色随印记分子浓度发生不同的改变，即可证明待检测区域具有该水凝胶微球可检测的物质以及半定量检测物质的量，所述印迹分子为毒素、违禁农药或重金属量子点纳米粒子。
8.权利要求7所述的方法，其中单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、4-乙烯基咪唑，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯200～聚乙二醇二丙烯酸酯600，对应的检测对象为L-Dopa(左旋多巴)、D-Dopa(右旋多巴)、氯霉素、阿特拉津、甲基膦酸、乙基膦酸、氨甲基膦酸，硒化镉CdSe、硫化镉CdS、碲化镉CdTe量子点；或者单体选自丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，对应的检测对象为四环素、麻黄碱、伪麻黄碱、河鲀毒素；优选，单体选自甲基丙烯酸，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯，对应的检测对象为左旋多巴、甲基膦酸，最优选，制备步骤中的模板为SiO2光子晶体微球模板；单体选自丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺的混合物，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯，检测对象为氯霉素或伪麻黄碱，最优选，制备步骤中的模板为聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯光子晶体微球模板；单体选自甲基丙烯酸，交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯，检测对象为硒化镉。
9.一种权利要求1－5任一项所述方法制备得到的分子印迹光子晶体水凝胶微球的应用，其特征用于多巴胺类、含磷农药、抗生素、河豚毒素和量子点纳米粒子的检测。
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