CN114878657A - 一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用，以磁性介孔二氧化钛为载体，通过多巴胺功能化的RAFT试剂对介孔载体进行表面修饰，最后经RAFT聚合即可得到磁性介孔分子印迹聚合物，将磁性介孔分子印迹聚合物修饰到电极表面即可构筑对四环素具有特异性识别功能的电化学传感器。本发明通过在介孔二氧化钛材料表面引发的可逆加成‑断裂链转移活性自由基聚合反应制备分子印迹聚合物层；制备的磁性介孔分子印迹聚合物表现出规则的球形结构且分散性良好并具有明显的多层核壳结构；本发明的电化学传感器在结构类似物存在下对目标分子四环素表现出良好的选择性识别功能，在食品中四环素的识别与检测中有广阔的应用前景。

Description

一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器及 其制备方法和应用
技术领域
本发明属于分子印迹聚合物技术领域，特别涉及一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用。
背景技术
分子印迹聚合物(MIPs)是一种对目标化合物具有特殊亲和力和特异性识别功能的受体。由于其特异识别功能，MIPs在化学/生物传感器领域有着广泛的应用。本体聚合是制备分子印迹聚合物的传统方法，该方法所制备的分子印迹聚合物往往要经过研磨、筛分等步骤，制备过程繁琐，而且大量的识别位点被包埋，识别效率低，同时使用过程中存在模板分子泄漏的风险，影响检测结果。
然而，表面分子印迹聚合物(SMIPs)由于其识别位点固定在固相载体的表面，可以有效地避免通过常规聚合方法获得的印迹聚合物所存在的上述缺点。表面分子印迹技术具体是指在固相基质表面制备的印迹聚合物的方法，相比于传统的本体聚合方法制备的印迹聚合物，表面印迹聚合物具有识别位点容易获得、识别效率高、容易再生、无模板分子泄漏等诸多优点。磁性介孔纳米颗粒更是由于高比表面积、表面易于功能化、易于分离回收等优点成为表面印迹聚合的理想载体。磁性介孔载体不光可以在实验处理中容易分离，而且有序的孔隙结构拥有更多的结合位点并且提高了印迹材料的结合能力，加强了对待测物质的特异识别能力。
在常规的自由基聚合体系中，链增长速率难以控制，并且包含有链转移和链终止等副反应的发生，导致所得的聚合物通常具有宽的分布尺寸。可控/活性自由基聚合(CLRP)可以克服传统自由基聚合的缺点，并且具有温和的反应速率，以获得尺寸分布更加均匀的聚合物。在CLRP技术中，RAFT聚合成为将表面印迹聚合物接枝到纳米颗粒上最有吸引力的方法。因为其反应条件温和，不受金属催化剂的污染，并且具有广泛的单体相容性，可以轻松合成具有广泛单体的印迹聚合物。
在常规的分析方法中(液相色谱串联质谱法、分光光度法、毛细管电泳法等等)，存在的样品前处理复杂、设备昂贵且庞大，而且检测过程实施起来困难且耗时的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用，以解决现有技术中表面分子印迹聚合物识别位点有限、分离回收难度大以及检测周期长的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备Fe3O4磁性纳米颗粒；
步骤2、利用Fe3O4磁性纳米颗粒制备包覆二氧化硅的磁性纳米微球；
步骤3、在包覆二氧化硅的磁性纳米微球的表面包覆介孔二氧化钛，得到包覆介孔二氧化钛的磁性纳米微球，然后经磁分离，洗涤，干燥及热处理后，得到磁性介孔二氧化钛纳米微球；
步骤4、合成多巴胺改性的RAFT试剂；
步骤5、对磁性介孔二氧化钛纳米微球用多巴胺改性的RAFT试剂处理，得到RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体；
步骤6、将模板分子和功能单体混合均匀，然后加入RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体、交联剂及引发剂，引发聚合反应，得到磁性介孔分子印迹聚合物；
步骤7、去除磁性介孔分子印迹聚合物中的模板分子；
步骤8、将去除模板分子后的磁性介孔分子印迹聚合物修饰到玻碳电极上，得到基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器。
进一步地，所述步骤1具体包括：
步骤1.1、将无水三氯化铁、柠檬酸钠及无水乙酸钠溶解于乙二醇中，超声30min，得到均匀溶液；其中，每80mL乙二醇中加入2.6g无水三氯化铁、1.0g柠檬酸钠及4.0g无水乙酸钠；
步骤1.2、将均匀溶液进行水热反应，反应完成后，冷却至室温，得到黑色产物；其中，反应温度为200℃，反应时间为24h；
步骤1.3、依次采用乙醇和去离子水对黑色产物进行洗涤至上清液澄清，真空干燥，得到Fe3O4磁性纳米颗粒；所述真空干燥温度为60℃，真空干燥时间为6h。
进一步地，所述步骤2具体包括：
步骤2.1、将Fe3O4磁性纳米颗粒超声分散在无水乙醇和水的混合溶剂中，加入氨水，继续超声分散，得到均匀分散体系；所述乙醇、去离子水和氨水的体积比是75:25:3，每40mL 无水乙醇和水的混合溶剂中加入0.4g Fe3O4磁性纳米颗粒；
步骤2.2、在均匀分散体系中加入正硅酸乙酯，室温条件下，反应6h后，磁分离，洗涤，真空干燥，得到包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2；所述洗涤过程依次采用乙醇和去离子水洗涤若干次；真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
进一步地，所述步骤3具体包括：
步骤3.1：将包覆二氧化硅的磁性纳米微球分散于异丙醇中，加入二乙烯三胺，超声混合，然后滴加钛酸四异丙酯，搅拌得到，移入不锈钢高压釜中200℃反应24小时，得到均匀的溶液，将该溶液倒入进行高温高压反应，反应温度为200℃，反应时间为24h；反应完成后，冷却至室温，得到包覆介孔二氧化钛的磁性纳米微球；所述异丙醇、钛酸四异丙酯、二乙烯三胺的体积比为1400:60:1，且每84mL异丙醇中分散0.2g的包覆二氧化硅的磁性纳米微球；
步骤3.2：对包覆介孔二氧化钛的磁性纳米微球进行磁分离，洗涤，真空干燥，400℃热处理3h，得到磁性介孔二氧化钛纳米微球；其中，洗涤过程依次采用乙醇和去离子水洗涤若干次；真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
进一步地，所述步骤4具体包括：
步骤4.1、将盐酸多巴胺溶解在无水二甲基甲酰胺中，形成盐酸多巴胺溶液；将三乙胺溶解在无水二甲基甲酰胺中，形成三乙胺溶液；其中，每4mL无水二甲基甲酰胺中溶解0.65 g盐酸多巴胺，每4mL无水二甲基甲酰胺中溶解0.35g的三乙胺；
步骤4.2、将三乙胺溶液按照1:1体积比滴加在盐酸多巴胺溶液中，得到混合均匀的溶液；
步骤4.3、将活化的RAFT试剂加入混合均匀的溶液中，室温下搅拌24小时；最后加入 pH＝4的磷酸缓冲溶液，离心出红色油状物，柱色谱分离纯化，即得到合成多巴胺改性的RAFT 试剂；其中，每8mL混合均匀的溶液加入1.324g活化的RAFT试剂，混合均匀的溶液与磷酸缓冲溶液的体积比为1:5，柱色谱采用二氯甲烷/乙酸乙酯＝1/1。
进一步地，所述步骤5具体包括：
步骤5.1、将磁性介孔二氧化钛纳米微球超声分散于除氧的三氯甲烷中，加入多巴胺改性的RAFT试剂，在氮气保护下，室温反应；所述磁性介孔二氧化钛纳米微球与多巴胺改性的RAFT试剂质量比为2:1，且每10mL除氧的三氯甲烷种分散80mg磁性介孔二氧化钛纳米微球；
步骤5.2、对反应产物进行磁分离，洗涤，真空干燥，得到RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体；所述洗涤时依次采用除氧的三氯甲烷、丙酮和乙醇洗涤，真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
进一步地，所述步骤6具体包括：
步骤6.1、将功能单体与模板分子溶于无水甲苯中，在氮气的保护下，机械搅拌24h，加入RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体，分散后加入交联剂及引发剂，在氮气气氛下，进行聚合反应，得到反应产物；其中，模板分子为四环素，功能单体为甲基丙烯酸或4- 乙烯基吡啶，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，引发剂为偶氮二异丁腈，且模板分子、功能单体、交联剂和引发剂之间摩尔比为1:8:20:0.32或1:8:40:0.32，所述聚合反应温度为60℃，反应时间为24h；
步骤6.2、采用乙醇对反应产物进行洗涤，真空干燥，即得到磁性介孔分子印迹聚合物；其中反应温度为60℃，反应时间为6h。
进一步地，所述步骤7具体为：将干燥后的磁性介孔分子印迹聚合物经甲醇-乙酸溶液抽提，得到没有模板分子的磁性介孔分子印迹聚合物；其中甲醇-乙酸溶液采用甲醇与乙酸按体积比为9:1配制得到；
所述步骤8具体为：将玻碳电极研磨抛光成镜面，冲洗干净，再依次于超纯水、无水乙醇中超声清洗，氮气吹干；再将电极电化学活化后用超纯水冲洗，氮气吹干；将还原氧化石墨烯与去除模板分子后的磁性介孔分子印迹聚合物以1/1的比值滴涂到玻碳电极表面，室温干燥，最后置于pH＝7的缓冲溶液中120s，采用循环伏安法直至出现对称且可逆的氧化还原峰，峰电位差在85mV以下，得到基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器。
一种磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器，采用上述的制备方法制得。
一种磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器在四环素的识别与检测上的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用Fe3O4磁性纳米颗粒作为磁核，方便印迹材料在制备及使用过程中从介质中分离出来；通过在磁核的表面包覆二氧化硅层能有效防止磁核被氧化或者腐蚀；介孔二氧化钛层的引入，使得识别位点更加丰富，通过在包覆介孔二氧化钛层的磁性纳米微球表面引入RAFT试剂，通过表面引发的可逆加成-断裂链转移活性自由基聚合制备分子印迹聚合物层。
进一步地，功能单体与交联剂的比例直接影响分子印迹聚合物的形态和识别性能，本发明中功能单体为甲基丙烯酸，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯；制备得到的磁性介孔分子印迹聚合物表现出最佳的特异性识别效果，功能单体与交联剂之间的很好的协同作用产生了适当交联度并具有一定刚性的印迹识别腔，同时模板分子也容易被去除，进而使磁性介孔分子印迹聚合物达到对于模板分子的特异性识别。
本发明制得的基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器，以磁性介孔二氧化钛为载体，将多巴胺改性的RAFT试剂修饰在磁性介孔载体表面，经RAFT聚合后，得到磁性介孔分子印迹聚合物，并将磁性介孔分子印迹聚合物修饰到电极上；制备的磁性介孔分子印迹聚合物表现出规则的球形形貌且分散性良好，具有明显的多层核壳结构；在电化学测试中，对微量的四环素有着灵敏的识别能力且性能稳定。
另外，由于本发明所述的基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的印迹层分布于载体表面，使得印迹位点容易接近，达到迅速识别模板分子的效果；印迹空腔一旦被填充，电子传递受阻，电流响应会实时检测出结果。在环境、食品体系中对四环素(TC) 的识别与检测应用中，实现了高吸附容量、高灵敏选择性、可重复使用性和优异的磁性能的结果，确保了在复杂环境中对四环素(TC)选择性识别。
附图说明
图1是本发明所述的磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹聚合物的制备过程示意图。
图2是本发明磁性介孔微球表面分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP(a)及热还原氧化石墨烯(b)的透射电子显微镜照片。
图3是本发明实施例1中制得的Fe3O4磁性纳米颗粒(a)、包覆二氧化硅后的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2(b)、磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2(c)、RAFT试剂修饰后的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA(d)以及磁性介孔分子印迹聚合物 Fe3O4@mTiO2@MIP(e)的红外光谱图。
图4是本发明实施例1中制得的Fe3O4磁性纳米颗粒(a)、包覆二氧化硅后的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2(b)、磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2(c)以及磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP(d)的X射线衍射谱图。
图5是本发明实施例1中制得的Fe3O4磁性纳米颗粒(a)、包覆二氧化硅后的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2(b)、磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2(c)以及磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP(d)的磁滞回线。
图6是本发明实施例1中制得的玻碳电极GCE(a)、磁性介孔非分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@NIP(b)、磁性介孔分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@MIP(c)、还原氧化石墨烯修饰玻碳电极GCE@rGO(d)、磁性介孔分子印迹聚合物滴涂在GCE@rGO上获得的 GCE@rGO@MIP(e)及GCE@rGO@MIP在吸附之后(f)的电化学循环伏安曲线。
图7是本发明实施例1中制得的玻碳电极GCE(a)、磁性介孔非分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@NIP(b)、磁性介孔的分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@MIP(c)、磁性介孔的非分子印迹聚合物滴涂在GCE@rGO获得的GCE@rGO@NIP(d)、还原氧化石墨烯修饰玻碳电极GCE@rGO(e)及磁性介孔的分子印迹聚合物滴涂在GCE@rGO上获得的 GCE@rGO@MIP(f)的电化学阻抗谱图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明采用电化学传感器(ECSs)克服了现有技术的缺点，ECSs是一种可实现现场实时操作的检测监控工具。将MIPs作为识别元件，通过识别元件与待测物(模板分子)之间的相互作用，利用电极(转换元件)将捕获到的化学信号转化为电化学信号，同时通过电化学工作站记录并处理，来反映出来电化学信号与待测物浓度之间的对应关系。这样可以轻松实现在食品、环境质量检测领域的实时痕量检测，克服了传统检测方法的复杂、耗时的缺陷。
具体地，本发明提供了一种基于磁性介孔材料的分子印迹电化学传感器，以磁性介孔二氧化钛为载体，将多巴胺改性的RAFT试剂修饰在磁性介孔载体表面，经RAFT聚合后，得到磁性介孔分子印迹聚合物，并将磁性介孔分子印迹聚合物修饰到电极表面，得到所述的磁性介孔分子印迹聚合物的电化学传感器。
本发明还提供了一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、通过溶剂热法制备得到Fe3O4磁性纳米颗粒；
步骤2、通过溶胶-凝胶法在Fe3O4磁性纳米颗粒表面包覆二氧化硅，得到包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2；
步骤3、通过溶剂热法在将包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2表面包覆二氧化钛，将Fe3O4@SiO2分散到异丙醇中，依次加入二乙烯三胺和钛酸四异丙酯，移入不锈钢水热釜中，得到包覆二氧化钛的磁性纳米微球Fe3O4@TiO2；然后经磁分离，洗涤，干燥及热处理，得到磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2；
步骤4、将RAFT试剂的羧基用2-巯基噻唑啉活化，再加入到含有盐酸多巴胺的二甲基甲酰胺溶液中，室温条件下搅拌，过滤，柱色谱分离，得到多巴胺改性的RAFT试剂；
步骤5、将磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2超声分散至无氧三氯甲烷中，加入多巴胺改性的RAFT试剂，室温条件下搅拌，然后经磁分离，洗涤及真空干燥，得到RAFT 试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA；
步骤6、将模板分子和功能单体加入到无水甲苯或乙腈中，混合均匀后，加入RAFT试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA、交联剂及引发剂，通入氮气除氧，在氮气气氛下，进行聚合反应，聚合反应温度为60-70℃，反应时间为24h，得到所述的磁性介孔分子印迹聚合物(含有模板分子)；
步骤7、去除磁性介孔分子印迹聚合物中的模板分子，得到所述的磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP。
步骤8、将磁性介孔分子印迹聚合物修饰到玻碳电极表面，得所述的基于磁性介孔分子印迹聚合物的电化学传感器。
本发明所述的基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，通过采用溶剂热法制备的Fe3O4磁性纳米颗粒作为磁核，保证在使用和制备过程中能够方便将磁性介孔分子印迹聚合物从介质中分离出来；通过在Fe3O4磁性纳米颗粒的表面包覆二氧化硅层，能有效防止磁核被氧化或者腐蚀；通过在包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2的表面引入介孔二氧化钛层，确保磁性介孔二氧化钛纳米微球(Fe3O4@mTiO2)的表面能被RAFT 试剂修饰，进而确保了磁性介孔二氧化钛纳米微球表面分子印迹聚合物的成功聚合，从而使得其表面识别位点更加丰富；通过将磁性介孔分子印迹聚合物修饰到电极上，得到了可以灵敏检测TC浓度的电化学传感器。
本发明步骤5中通过多巴胺改性的RAFT试剂的邻苯二酚基团与介孔二氧化钛表面的非共价作用，将RAFT试剂修饰在磁性介孔载体上，然后通过表面引发的可逆加成-断裂链转移活性自由基聚合反应制备分子印迹聚合物层。
本发明步骤6中的聚合反应过程中，功能单体与交联剂的比例直接影响分子印迹聚合物的形态和识别性能，本发明中功能单体为甲基丙烯酸，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯；按摩尔比计，模板分子、功能单体、交联剂和引发剂之间摩尔比为1:8:20:0.32或1:8:40:0.32；优选的，摩尔比例为1:8:40，此比例下功能单体与交联剂之间的很好的协同作用产生了适当交联度并具有一定刚性的印迹识别腔，同时模板分子也容易被去除，进而使磁性介孔分子印迹聚合物达到对于模板分子的快速传质和特异性识别。
实施例1
本实施例对基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法进行详细说明，如附图1所示，附图1为本发明所述的基于磁性介孔分子印迹聚合物修饰的电化学传感器的制备流程示意图；本实施例中具体步骤如下：
步骤1、采用溶剂热法制备Fe3O4磁性纳米颗粒；
具体的，首先，称取2.6g无水三氯化铁、1.0g柠檬酸钠及4.0g无水乙酸钠；将称取的无水三氯化铁、柠檬酸钠及无水乙酸钠溶解于80mL乙二醇中，超声30min，使其充分溶解，得到均匀溶液；
然后，将上述均匀溶液倒入不锈钢水热釜中，进行反应；其中，反应温度为200℃，反应时间为24h；反应完成后，冷却至室温，得到黑色产物；
最后，依次采用乙醇和去离子水对黑色产物进行洗涤至上清液澄清，真空干燥，得到 Fe3O4磁性纳米颗粒；真空干燥温度为60℃，真空干燥时间为6h。
步骤2、采用溶胶-凝胶法在Fe3O4磁性纳米颗粒表面包覆二氧化硅层，得到包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2；
具体的，首先，将0.4g Fe3O4磁性纳米颗粒超声分散到乙醇和水的混合溶剂中，其中，乙醇和水的混合溶剂中包括乙醇30mL，去离子水10mL；加入1.2mL的氨水，继续超声分散1h，得到均匀分散体系；
然后，在均匀分散体系中加入正硅酸乙酯，室温条件下，反应6h后，磁分离，洗涤，真空干燥，得到包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2；洗涤过程依次采用乙醇和去离子水洗涤三次；真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
步骤3、制备磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2；
具体的，称取0.2g包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2分散于84mL异丙醇中，加入0.06mL二乙烯三胺，超声混合10min，滴加3.6mL钛酸四异丙酯，搅拌5min，得到均匀的溶液；然后将该溶液倒入不锈钢高压釜中，进行反应；其中，反应温度为200℃，反应时间为24h；反应完成后，冷却至室温，得到黑色产物；
最后，对反应产物进行磁分离，洗涤，真空干燥，400℃热处理得到磁性介孔二氧化钛纳米微球；其中，洗涤过程依次采用乙醇和去离子水洗涤三次；真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h；热处理时间为3h。
步骤4、制备多巴胺改性的RAFT试剂；
具体的，首先将0.65g盐酸多巴胺溶解在4mL无水二甲基甲酰胺中；将0.35g的三乙胺溶解在4mL无水二甲基甲酰胺中；然后将三乙胺溶液缓慢滴加在盐酸多巴胺溶液中，得到混合均匀的溶液，再将1.324g活化的RAFT试剂加入上述混合均匀的溶液中，室温下搅拌24小时；最后加入40mL pH＝4的磷酸缓冲溶液，离心出红色油状物，柱色谱(二氯甲烷 /乙酸乙酯＝1/1)分离纯化。
其中，活化的RAFT试剂的制备方法，包括以下步骤：
将10.8g甲醇钠溶解在100mL甲醇中，加入6.4g单质硫，搅拌均匀，氮气保护下缓慢滴加12.6g苄基氯，在67℃下回流反应10小时；反应结束冷却到0℃，过滤除去析出的氯化钠固体，减压除去甲醇，加入100mL蒸馏水，得到深红色溶液。将该溶液用乙醚萃取三次，保留乙醚层溶液，并加入140mL 1M NaOH提取二硫代苯甲酸钠至水相。
将13.2g铁氰化钾溶于200mL蒸馏水中，并在氮气保护且避光的条件下，将其滴加在上述的二硫代苯甲酸钠溶液中，室温搅拌，反应5-8小时，过滤粉红色沉淀，洗涤，干燥，并在乙醇中重结晶，得到二硫代苯甲酸二聚体。
将2.33g二硫代苯甲酸二聚体和3.20g 4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)加到40mL乙酸乙酯溶液中，在氮气保护下，加热至70℃，反应18小时。然后减压除去溶剂，在通过柱色谱(乙酸乙酯/石油醚＝3/7)分离纯化，得到RAFT试剂4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯(CPPA)。
将2.79g CPPA和2.47g二环己基碳二亚胺加入到30mL无水二氯甲烷中，冰浴0℃下搅拌，加入2.79g 2-巯基噻唑啉；将0.122g 4-二甲基氨基吡啶溶解在10mL无水二氯甲烷中，然后将该溶液缓慢滴加到CPPA溶液中，先冰浴2小时，之后室温搅拌反应10小时。过滤，减压除溶剂，再用柱色谱分离(乙酸乙酯/石油醚＝4/7)纯化，得到活化的CPPA。
步骤5、制备RAFT试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA；
具体的，将80mg磁性介孔载体超声分散于10mL除氧的三氯甲烷中，加入40mg多巴胺改性的RAFT试剂，在氮气保护下，室温反应24h；对反应产物进行磁分离，洗涤，真空干燥，得到RAFT试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA；洗涤时依次采用除氧的三氯甲烷、丙酮和乙醇洗涤，真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h；
步骤6、磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP的制备；
具体为，将0.172g的甲基丙烯酸与TC溶于50mL无水甲苯中，在氮气的保护下，机械搅拌24h；加入50mg的RAFT试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA，将其分散于上述溶液中；之后加入1.982g的乙二醇二甲基丙烯酸酯和13mg的偶氮二异丁腈，在氮气气氛下，进行聚合反应，得到反应产物，其中反应温度为60℃，反应时间为24h；并采用乙醇对反应产物进行洗涤，真空干燥得到所述的磁性介孔分子印迹聚合物 Fe3O4@mTiO2@MIP，真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
步骤7、去除模板分子
具体为，将干燥后的磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP包裹在滤纸中，并将滤纸包裹的干燥后的磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP置于索氏提取器中，经甲醇-乙酸溶液抽提，得到没有模板分子的磁性介孔分子印迹聚合物；其中甲醇-乙酸溶液采用甲醇与乙酸按体积比为9:1的比例配制得到。
步骤8、制备基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器
具体为，玻碳电极(GCE)分别用1.0/0.05μm粒度的α-Al2O3粉研磨抛光成镜面，冲洗干净，再依次于超纯水、无水乙醇中超声清洗，氮气吹干。再将电极置于0.5mol/L H2SO4中电化学活化，达到电极的最佳状态，取出电极用超纯水冲洗，氮气吹干。
然后将还原氧化石墨烯与磁性介孔分子印迹聚合物以1/1的比值滴涂到玻碳电极表面，室温干燥。最后将其置于缓冲溶液中(1mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-的pH＝7磷酸缓冲溶液)，采用循环伏安法直至出现对称且可逆的氧化还原峰，峰电位差在85mV以下，得到基于磁性介孔分子印迹聚合物的电化学传感器。通过差分脉冲伏安法，在-0.2V到0.6V的范围内，该传感器的电流响应为0.318mA。
如图2所示，图2(a)给出了实施例1中制备得到的磁性介孔分子印迹聚合物的透射电镜照片；从图2(a)中可以看出，实施例1中制备的磁性介孔分子印迹聚合物表现出球形结构且分散性良好并具有明显的多层核壳结构；最内层的核芯为Fe3O4纳米颗粒，直径约为200-300nm；内层为均匀包覆的SiO2层，其厚度约为60-65nm；中间层为通过热力学控制方法均匀包覆的介孔TiO2层，厚度约为22-30nm；最外层为聚合物层；聚合物层位于载体表面有利于模板结合和去除过程中的快速传质。
从图2(b)中可以看出石墨烯的层状及褶皱结构，也证明了热还原氧化石墨烯的成功制备。
如图3所示，图3中给出了实施例1中制备的Fe3O4磁性纳米颗粒(a)、包覆二氧化硅后的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2(b)、磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2(c)、RAFT 试剂修饰后的磁性介孔二氧化钛载体Fe3O4@mTiO2-CPPA(d)以及磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP(e)的红外光谱图；
从图3(a)中可以看出，584cm-1处的峰可归属于Fe-O官能团特征吸收峰，1382cm-1附近的吸收峰可归属于Fe3O4的制备过程中所加入的柠檬酸钠中的羧酸根的特征吸收峰。
从图3(b)中可以看出在1096cm-1处Si-O-Si的伸缩振动峰的出现，798cm-1附近的吸收峰是由Si-O-Si的对称伸缩振动引起的，表明SiO2壳层的形成。
从图3(c)中可以看出在400-700cm-1处的特征吸收峰属于Ti-O-Ti和Ti-O的伸缩振动，表明TiO2层被良好地包覆在SiO2表面。
从图3(d)中可以看出经RAFT试剂修饰后，出现位于1159cm-1处C＝S的特征峰，表明CPPA被成功修饰。
从图3(e)中可以看出，在3459cm-1处观察到来自甲基丙烯酸中O-H的伸缩振动特征峰，以及1735cm-1和1567cm-1处乙二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的C＝O和C-O的伸缩振动特征峰，证实了MIP层被成功接枝到了Fe3O4@mTiO2载体上。
如图4所示，图4中给出了实施例1中制得的Fe3O4磁性纳米颗粒(a)、包覆二氧化硅后的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2(b)、磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2(c)以及磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP(d)的X射线衍射谱图；
从图4(a)中可以看出Fe3O4纳米粒子衍射谱图中出现了Fe3O4纳米粒子位于30.0°，35.1°， 43.1°，53.2°，56.8°，62.5°以及74.0°处的衍射峰，分别对应于(220)，(311)，(400)，(422)， (511)，(440)以及(533)晶面。
从图4(b)中可以看出包覆了SiO2层之后，衍射谱图并无明显变化，说明所包覆的SiO2层为无定型结构。
从图4(c)中可以看出，新增加的特征衍射峰与锐钛矿的特征衍射峰匹配，表明TiO2被成功引入。
从图4(d)中可以看出，衍射谱图与附图4(c)没有明显差异，说明在制备磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP的过程中不影响磁核和TiO2的晶体结构。
如图5所示，图5中给出了实施例1中制得的Fe3O4磁性纳米颗粒(a)、包覆二氧化硅后的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2(b)、磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2(c)以及磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP(d)的磁滞回线图；
从图5(a)中可以看出所制备的纯Fe3O4的比饱和磁化强度为34.23emu/g。
从图5(b)中可以看出包覆了SiO2之后，由于非磁性成分的引入，比饱和磁化强度降低到22.7emu/g。
从图5(c)中可以看出介孔TiO2的引入使得比饱和磁化强度又降低到10.9emu/g，但是随着壳层厚度的增加，样品仍然保持着超顺磁性。
从图5(d)中可以看出比饱和磁化强度值在包覆了印迹聚合物层之后还会有所降低，但是也间接地说明了印迹聚合物层被成功地引入到介孔TiO2载体表面。虽然经包覆印迹聚合物之后比饱和磁化强度值降低至8.7emu/g，但仍然能够通过施加外部磁场容易地分离回收。
从图5中可知，所有样品都表现出超顺磁性，随着壳层厚度的增加，磁化强度会有所降低是由于SiO2，TiO2和MIP层的包覆引起的，但它们仍然具有较高的比饱和磁化强度，可以在外部磁场的作用下快速完全分离。
如图6所示，图6中给出了实施例1中制得的玻碳电极GCE(a)、磁性表面非分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@NIP(b)、磁性介孔分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@MIP(c)、还原氧化石墨烯修饰玻碳电极GCE@rGO(d)、磁性介孔分子印迹聚合物滴涂在GCE@rGO 上获得的GCE@rGO@MIP(f)及GCE@rGO@MIP在吸附TC之后(e)的电化学循环伏安谱曲线。
从图6(a)中可知，裸玻碳电极在0.25V处的循环伏安曲线是关于[Fe(CN)6]3-/4-氧化的阳极峰。在其反向扫描上，0.15V处的还原峰是对应于之前形成的氧化物的还原。
从图6(b)中可知，玻碳电极修饰了磁性介孔非分子印迹聚合物后，电流响应骤然下降至23.7μA，可见该聚合物是不导电的，阻挡了电极表面电子的传递。
从图6(c)中可知，玻碳电极修饰了磁性介孔分子印迹聚合物后，电流响应为52μA，证明了制备的磁性介孔分子印迹聚合物有特殊的空腔，给电子传递提供了条件。
从图6(d)中可知，还原氧化石墨烯修饰的电极，电流响应得到了明显的提高，在这主要是由于还原氧化石墨烯的大比表面积及高导电性。
从图6(e)中可知，已经吸附模板分子的电极明显比未吸附模板分子的电极的电流响应小，可见分子印迹层中的一部分空腔被填充，说明该传感器对TC有着独特的识别能力而且可以快速检测得到结果。
从图6(f)中可知，有还原氧化石墨烯的修饰，可以观察到GCE@rGO@MIP比GCE@MIP的电流响应高了93μA。
如图7所示，图7中给出了实施例1中制得的玻碳电极GCE(a)、磁性介孔非分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@NIP(b)、磁性介孔分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@MIP(c)、还原氧化石墨烯修饰玻碳电极GCE@rGO(d)、磁性表面非分子印迹聚合物滴涂在GCE@rGO 上获得的GCE@rGO@NIP(e)及磁性介孔分子印迹聚合物滴涂在GCE@rGO上获得的 GCE@rGO@MIP(f)的电化学阻抗谱图。
从图7中可知，电化学阻抗谱图可以看出在各种修饰电极的基础上电阻的大小，同时，电化学阻抗谱图的测试结果与电化学循环伏安谱图的结果是相对应的。从图7中可知，磁性介孔非分子印迹聚合物修饰玻碳电极GCE@NIP的奈奎斯特环的半径最大，电阻最大，同理可知还原氧化石墨烯修饰玻碳电极GCE@rGO的电阻最小。在有还原氧化石墨烯修饰之后，电子的传递能力得到了一定的提高，也验证了图6的结果。
本发明所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器，采用磁性介孔二氧化钛纳米微球Fe3O4@mTiO2作为印迹聚合的载体制备磁性介孔分子印迹聚合物；制备的印迹材料能够在短时间内特异性识别TC。磁核的存在使得印迹材料可以通过外加磁场快速分离，介孔结构的高比表面积增加了印迹材料的结合位点；印迹层的表层分布也使得印迹位点容易接近，达到迅速识别模板分子的效果；将磁性介孔分子印迹聚合物修饰在电极上，印迹空腔一旦被填充，电子传递受阻，电流响应会实时检测出结果。结合分子印迹聚合物的高选择性和电化学传感器的高灵敏度快速检测，使得该印迹聚合物有望在实际应用中实现对复杂环境中TC的识别、检测。
实施例2
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤6中四环素、甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯及偶氮二异丁腈的比例。
具体的，步骤6中，将172mg甲基丙烯酸与TC溶于50mL无水甲苯中，在氮气的保护下，机械搅拌24h；加入50mgRAFT试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体 Fe3O4@mTiO2-CPPA，将其分散于上述溶液中；之后加入0.9911g乙二醇二甲基丙烯酸酯和 13mg偶氮二异丁腈，在氮气气氛下进行聚合反应，得到反应产物；采用乙醇对反应产物进行洗涤，真空干燥得到所述的磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP；其中聚合反应温度为70℃，反应时间为24h。在不同比例下获得的印迹聚合物，对TC表现出不同的结合能力，此例制备的传感器在差分脉冲伏安法的检测中，电流响应为0.293mA。
实施例3
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤8中磷酸缓冲溶液的酸碱度。
具体的，步骤8中，配制酸碱度为4的磷酸缓冲溶液，用于制备酸碱度为4的电解液(1 mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-)，TC溶液的浓度固定(7.8×10-6mol/L)。使用差分脉冲伏安法进行测试，得到的电流响应为0.2110mA。
实施例4
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤8中磷酸缓冲溶液的酸碱度。
具体的，步骤8中，配制酸碱度为5的磷酸缓冲溶液，用于制备酸碱度为5的电解液(1 mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-)，TC溶液的浓度固定(7.8×10-6mol/L)。使用差分脉冲伏安法进行测试，得到的电流响应为0.2210mA。
实施例5
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤8中磷酸缓冲溶液的酸碱度。
具体的，步骤8中，配制酸碱度为6的磷酸缓冲溶液，用于制备酸碱度为6的电解液(1 mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-)，TC溶液的浓度固定(7.8×10-6mol/L)。使用差分脉冲伏安法进行测试，得到的电流响应为0.2507mA。
实施例6
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤8中磷酸缓冲溶液的酸碱度。
具体的，步骤8中，配制酸碱度为8的磷酸缓冲溶液，用于制备酸碱度为8的电解液(1 mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-)，TC溶液的浓度固定(7.8×10-6mol/L)。使用差分脉冲伏安法进行测试，得到的电流响应为0.2550mA。
实施例7
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤8中磷酸缓冲溶液的酸碱度。
具体的，步骤8中，配制酸碱度为9的磷酸缓冲溶液，用于制备酸碱度为9的电解液(1 mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-)，TC溶液的浓度固定(7.8×10-6mol/L)。使用差分脉冲伏安法进行测试，得到的电流响应为0.2017mA。
实施例8-实施例18
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤8中电极置于待测溶液中的时间。
具体的，选择最佳的电极孵化时间。将电极置于pH＝7的磷酸缓冲溶液(1mol/LKCl及5 mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-)的时间分为十种(分别对应实施例8-实施例18)，具体是0s、20s、 40s、60s、80s、100s、120s、140s、160s、180s、200s。在差分脉冲伏安法检测中，以上十种孵化时间中，在80s开始趋于平稳，120s处于稳定电流阶段，便选120s为最佳孵化时间。
实施例19
本实施例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤6中功能单体的选择。
具体的，步骤6中，将0.21g 4-乙烯基吡啶与TC溶于50mL无水甲苯中，在氮气的保护下，机械搅拌24h；加入50mgRAFT试剂修饰的磁性介孔二氧化钛载体 Fe3O4@mTiO2-CPPA，将其分散于上述溶液中；之后加入1.982乙二醇二甲基丙烯酸酯和13 mg偶氮二异丁腈，在氮气气氛下，进行聚合反应，得到反应产物；采用乙醇对反应产物进行洗涤，真空干燥得到所述的磁性介孔分子印迹聚合物Fe3O4@mTiO2@MIP；其中反应温度为70℃，反应时间为24h。对实施例9制备得到的磁性介孔分子印迹聚合物 Fe3O4@mTiO2@MIP通过差分脉冲伏安法进行性能评估，发现所得到的传感器的电流响应为 0.278mA。与4-乙烯基吡啶作为功能单体相比，可能是甲基丙烯酸的羧基与TC的羟基和酰胺基团形成氢键，有更高的亲和力，同时也可以增加该传感器的亲水性。
在实际应用中，本发明所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器，高选择性能和可回收的结果表明有希望在复杂环境中对TC进行识别和检测。
对比例1
对比例1例与实施例1步骤大体相同，不同之处在于步骤6中四环素的加入量。在不添加四环素的情况下，制备非分子印迹聚合物，进行有无印迹空腔的比较试验。
除了在聚合期间添加TC之外，通过相同的程序制造用非分子印迹聚合物(NIP)改性的电极，其被命名为GCE@NIP，则分子印迹聚合物修饰的电极命名为GCE@MIP。制备两种含有不同浓度TC的电解液(1mol/L KCl及5mmol/L[Fe(CN)6]3-/4-，pH＝7)，浓度分别是 4.78×10-8mol/L、1×10-7mol/L。将GCE@NIP、GCE@MIP两个电极分别在两种浓度的溶液中检测，可以得到在同一种浓度下，MIP与NIP对检测结果的影响。在含有4.78×10-8mol/L TC的电解液中，GCE@NIP的电流响应是3.3×10-5A，GCE@MIP的电流响应是2.97×10-4A。在含有1×10- 7mol/L TC的电解液中，GCE@NIP的电流响应是3.1×10-6A，GCE@MIP的电流响应是2.66×10- 4A。由此可知，本发明所述的磁性介孔分子印迹聚合物修饰的电化学传感器对TC的识别能力在相同条件下明显高于非印迹聚合物，本发明所述的磁性介孔分子印迹聚合物修饰的电化学传感器相比于非印迹聚合物修饰的电化学传感器对TC具有更好的亲和力。
测试例1
本测试例采用实施例1的产物，在电化学检测时，改变四环素的浓度，用于测试该传感器的灵敏度。
在电化学灵敏度检测试验中，制备九组不同浓度的TC溶液，分别是0mol/L、1.56×10-9 mol/L、3.1×10-9mol/L、7.8×10-9mol/L、1.56×10-8mol/L、2.95×10-8mol/L、3.42×10-8mol/L、 4.20×10-8mol/L、5.73×10-8mol/L及8.8×10-8mol/L(保持电解液的pH为7)。用制备好的磁性介孔分子印迹聚合物修饰的电极先在溶液中孵化60s，然后使用差分脉冲伏安法分别在九组溶液中进行检测，得到了不同的电流响应，分别是3.3×10-4A、3.27×10- 4A、3.22×10-4A、3.15×10-4A、3.03×10-4A、2.82×10-4A、2.58×10-4A、2.29×10-4A、1.9×10-4A及1.32×10-4A。由此也发现，随着TC浓度的增加，电流响应逐渐变小。根据这一特点绘制浓度变化与电流响应变化的标准曲线，并通过计算得到了最低检测限为0.916nM。由此可知，该电化学传感器对TC特异识别能力较强，并且有着较低的检测限。这也表面了本发明的磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器能够在复杂的环境中实现检测痕量检测。
测试例2
测试例2采用实施例1的产物，采用四环素的结构类似物例如：红霉素，土霉素及盐酸金霉素来研究印迹聚合物的选择性。
具体的，配制三种含有不同TC结构类似物的电解液，分别是含有4.78×10-8mol/LTC 以及4.78×10-7mol/L红霉素结构类似物的电解液、含有4.78×10-8mol/L TC以及4.78×10-7 mol/L土霉素结构类似物的电解液、含有4.78×10-8mol/L TC以及4.78×10-7mol/L盐酸金霉素结构类似物的电解液。在这三种电解液中，用同样结构的修饰电极进行差分脉冲伏安法来检测。此外，用只含有4.78×10-8mol/L TC的电解液作为对比；由此可知，磁性介孔分子印迹聚合物对TC有着高选择性，对其他三种结构类似物的识别效率较低，这表明本发明所述的磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器能够在复杂环境中特异性识别TC。

Claims (10)

1.一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制备Fe3O4磁性纳米颗粒；
步骤2、利用Fe3O4磁性纳米颗粒制备包覆二氧化硅的磁性纳米微球；
步骤3、在包覆二氧化硅的磁性纳米微球的表面包覆介孔二氧化钛，得到包覆介孔二氧化钛的磁性纳米微球，然后经磁分离，洗涤，干燥及热处理后，得到磁性介孔二氧化钛纳米微球；
步骤4、合成多巴胺改性的RAFT试剂；
步骤5、对磁性介孔二氧化钛纳米微球用多巴胺改性的RAFT试剂处理，得到RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体；
步骤6、将模板分子和功能单体混合均匀，然后加入RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体、交联剂及引发剂，引发聚合反应，得到磁性介孔分子印迹聚合物；
步骤7、去除磁性介孔分子印迹聚合物中的模板分子；
步骤8、将去除模板分子后的磁性介孔分子印迹聚合物修饰到玻碳电极上，得到基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
步骤1.1、将无水三氯化铁、柠檬酸钠及无水乙酸钠溶解于乙二醇中，超声30min，得到均匀溶液；其中，每80mL乙二醇中加入2.6g无水三氯化铁、1.0g柠檬酸钠及4.0g无水乙酸钠；
步骤1.2、将均匀溶液进行水热反应，反应完成后，冷却至室温，得到黑色产物；其中，反应温度为200℃，反应时间为24h；
步骤1.3、依次采用乙醇和去离子水对黑色产物进行洗涤至上清液澄清，真空干燥，得到Fe3O4磁性纳米颗粒；所述真空干燥温度为60℃，真空干燥时间为6h。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
步骤2.1、将Fe3O4磁性纳米颗粒超声分散在无水乙醇和水的混合溶剂中，加入氨水，继续超声分散，得到均匀分散体系；所述乙醇、去离子水和氨水的体积比是75:25:3，每40mL无水乙醇和水的混合溶剂中加入0.4g Fe3O4磁性纳米颗粒；
步骤2.2、在均匀分散体系中加入正硅酸乙酯，室温条件下，反应6h后，磁分离，洗涤，真空干燥，得到包覆二氧化硅的磁性纳米微球Fe3O4@SiO2；所述洗涤过程依次采用乙醇和去离子水洗涤若干次；真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
步骤3.1：将包覆二氧化硅的磁性纳米微球分散于异丙醇中，加入二乙烯三胺，超声混合，然后滴加钛酸四异丙酯，搅拌得到，移入不锈钢高压釜中200℃反应24小时，得到均匀的溶液，将该溶液倒入进行高温高压反应，反应温度为200℃，反应时间为24h；反应完成后，冷却至室温，得到包覆介孔二氧化钛的磁性纳米微球；所述异丙醇、钛酸四异丙酯、二乙烯三胺的体积比为1400:60:1，且每84mL异丙醇中分散0.2g的包覆二氧化硅的磁性纳米微球；
步骤3.2：对包覆介孔二氧化钛的磁性纳米微球进行磁分离，洗涤，真空干燥，400℃热处理3h，得到磁性介孔二氧化钛纳米微球；其中，洗涤过程依次采用乙醇和去离子水洗涤若干次；真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
步骤4.1、将盐酸多巴胺溶解在无水二甲基甲酰胺中，形成盐酸多巴胺溶液；将三乙胺溶解在无水二甲基甲酰胺中，形成三乙胺溶液；其中，每4mL无水二甲基甲酰胺中溶解0.65g盐酸多巴胺，每4mL无水二甲基甲酰胺中溶解0.35g的三乙胺；
步骤4.2、将三乙胺溶液按照1:1体积比滴加在盐酸多巴胺溶液中，得到混合均匀的溶液；
步骤4.3、将活化的RAFT试剂加入混合均匀的溶液中，室温下搅拌24小时；最后加入pH＝4的磷酸缓冲溶液，离心出红色油状物，柱色谱分离纯化，即得到合成多巴胺改性的RAFT试剂；其中，每8mL混合均匀的溶液加入1.324g活化的RAFT试剂，混合均匀的溶液与磷酸缓冲溶液的体积比为1:5，柱色谱采用二氯甲烷/乙酸乙酯＝1/1。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：
步骤5.1、将磁性介孔二氧化钛纳米微球超声分散于除氧的三氯甲烷中，加入多巴胺改性的RAFT试剂，在氮气保护下，室温反应；所述磁性介孔二氧化钛纳米微球与多巴胺改性的RAFT试剂质量比为2:1，且每10mL除氧的三氯甲烷种分散80mg磁性介孔二氧化钛纳米微球；
步骤5.2、对反应产物进行磁分离，洗涤，真空干燥，得到RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体；所述洗涤时依次采用除氧的三氯甲烷、丙酮和乙醇洗涤，真空干燥的温度为60℃，真空干燥时间为6h。
7.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤6具体包括：
步骤6.1、将功能单体与模板分子溶于无水甲苯中，在氮气的保护下，机械搅拌24h，加入RAFT试剂功能化的磁性介孔二氧化钛载体，分散后加入交联剂及引发剂，在氮气气氛下，进行聚合反应，得到反应产物；其中，模板分子为四环素，功能单体为甲基丙烯酸或4-乙烯基吡啶，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，引发剂为偶氮二异丁腈，且模板分子、功能单体、交联剂和引发剂之间摩尔比为1:8:20:0.32或1:8:40:0.32，所述聚合反应温度为60℃，反应时间为24h；
步骤6.2、采用乙醇对反应产物进行洗涤，真空干燥，即得到磁性介孔分子印迹聚合物；其中反应温度为60℃，反应时间为6h。
8.根据权利要求1所述的一种基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤7具体为：将干燥后的磁性介孔分子印迹聚合物经甲醇-乙酸溶液抽提，得到没有模板分子的磁性介孔分子印迹聚合物；其中甲醇-乙酸溶液采用甲醇与乙酸按体积比为9:1配制得到；
所述步骤8具体为：将玻碳电极研磨抛光成镜面，冲洗干净，再依次于超纯水、无水乙醇中超声清洗，氮气吹干；再将电极电化学活化后用超纯水冲洗，氮气吹干；将还原氧化石墨烯与去除模板分子后的磁性介孔分子印迹聚合物以1/1的比值滴涂到玻碳电极表面，室温干燥，最后置于pH＝7的缓冲溶液中120s，采用循环伏安法直至出现对称且可逆的氧化还原峰，峰电位差在85mV以下，得到基于磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器。
9.一种磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.权利要求9所述的一种磁性介孔二氧化钛材料的分子印迹电化学传感器在四环素的识别与检测上的应用。
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