CN115165819A - 一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法及应用 - Google Patents
一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法及应用,属于传感分析技术。所述荧光分子印迹光子晶体凝胶条是利用胶体模板法联用分子印迹技术制成的。使用本发明制备的荧光分子印迹光子晶体凝胶条可进行槐米、槐花等药食同源食品中芦丁的荧光传感分析,克服了传统的基于色谱、质谱的分析设备在操作成本、检测时效、普及应用等方面的缺点,具有高的灵敏度和检测效率。
Description
技术领域
本发明属于小分子物质的荧光传感分析技术领域,尤其是涉及一种用于芦丁快速荧光分析的凝胶条的制备方法及应用。
背景技术
芦丁(Rutin)又名芸香苷,是一种黄酮醇配糖体,属于来源很广的黄酮类衍生物。黄酮类化合物是广泛存在于植物界的一类天然产物,槐米中含有大量的黄酮类物质,芦丁作为一种黄酮类化合物,是槐米的主要活性成分。
药食同源食品中存在的一些具有特定功效的活性成分可赋予食品特殊的药用价值,这些成分被应用于食品领域可以将食品升级到更健康、更营养、更安全的方向,以满足人们对功能食品的更高需求。芦丁具有清除自由基、免疫调节、抗氧化、消炎、抗菌、抗心脑血管疾病等功效,多被用于膳食调节、功能食品开发、临床治疗等领域。
芦丁含量的高低通常被用作评估槐米质量优劣的参考标准。由于原材料的品种、来源、种植区、环境条件等对芦丁的含量起着决定性的作用。因此,槐米中活性成分芦丁的定量检测对于确保其达到进出口标准是十分有必要的。同时,最新版《中国药典》规定了槐米中的芦丁含量不得低于15%,槐花中的芦丁含量不得低于6%。
目前,用于槐米中芦丁含量的测定策略多为基于色谱、质谱的高效液相色谱法(HPLC)和高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)及毛细管电泳法 (CE)和电化学法(ECL)等方法。这类检测方法具有通用、高效、精确的优点但是存在仪器昂贵、操作过程复杂、分析时间较长等缺点,不适合大量样品的低成本、快速筛查。因此,迫切需要开发一种更加简便、快速、低成本的分析技术。
荧光分子印迹传感分析(Fluorescence sensing)结合了分子印迹技术的特异性识别和荧光传感技术的高灵敏度的技术优势,近年来用于食品中痕量成分的荧光分析策略的开发成为一个研究热点。
(1)在痕量目标物分析领域,荧光传感分析技术是一种最具有发展和应用潜力的准确定量分析技术之—,受到广泛的关注。该技术的关键是荧光材料的合成及荧光复合材料的设计及制备。
(2)目标分析物分子具有紫外吸收特性,以及如何通过荧光传感技术实现这些目标分子的特异性识别,是其重要的研究内容。分子印迹技术作为一种利用模板分子与功能单体间共价或非共价作用形成一种模拟抗体的仿生主客体配合物分子印迹聚合物的研究策略。该技术在复杂基体的干扰下可以对目标物进行特异性检测分析,这一技术目前已成为痕量物质分析研究的一个崭新领域,可与传统荧光传感分析方法联用作为一项新的分析途径。
(3)荧光分子印迹传感分析策略在分子印迹仿生识别的基础上,根据荧光猝灭或增强现象导致的荧光强度的降低或增强来确定反应中目标分析物的浓度。相比传统的荧光分析方法,具有更好的选择性和更高的灵敏度。
目前报道的芦丁荧光传感分析方法存在选择性差、灵敏度低、普及困难、耗时长等缺点,而针对芦丁荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光传感分析方法尚未见报道。黄酮类化合物种类繁多,广泛应用并有一定疗效的也有很多。如果采用现有的这些传统分析方法检测实际样品的目标物,往往造成目标物芦丁无法被特异性识别,检测结果与样品中真实的芦丁含量差别较大的情况。因此有必要提供一种能够特异性检测出目标物芦丁的分析方法,解决上述问题,提高荧光检测的准确度和检测效率。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种用于芦丁检测的荧光分析方法,以克服传统色谱质谱方法操作复杂、检测耗时长的缺点,并解决当前芦丁含量测定过程选择性差、准确度低的问题,结合分子印迹技术实现药食同源食品中芦丁成分的荧光检测分析的方法。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,由荧光碳点(CDs)、光子晶体及分子印迹聚合而成,其制备包括如下步骤:
1)荧光CDs的制备,准确称取0.46g柠檬酸和0.21g邻苯二胺(OPD) 溶于10.0mL超纯水中,将混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬高压釜中200℃加热5h,随后冷却至室温后,于12000rpm离心10min,将获得的上清液经0.22μm滤膜过滤后经透析袋(1000Da)过滤24h,所得产物即为CDs 溶液,将其于4℃避光保存。
2)通过胶体晶体模板法,以单分散SiO2微球为模板,使SiO2微球通过垂直沉积自组装到玻璃板两侧,即得到光子晶体。
将尺寸为38.0×12.5×1mm的普通玻璃载玻片浸入食人鱼溶液(98.0% H2SO4:30.0%H2O2,7:3,v/v)24h,超纯水冲洗,无水乙醇洗涤在超声波浴中放置15min后氮吹干燥。相同尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机玻璃片用作制备荧光分子印迹光子晶体凝胶条的支撑基底。
A液:将40mL乙醇、7.7mL氨水、2.23mL去离子水分别加入到铬酸浸泡后的圆底烧瓶中磁力搅拌混匀;B液:将50mL乙醇、2.29mL原硅酸四乙酯(TEOS)分别加入圆底烧瓶中制成混合溶液;混合均匀后将B液迅速加入A液中,于室温下磁力搅拌12h。将所得物10000rpm离心10min,后用无水乙醇洗3次,将所得沉淀物于50℃烘箱干燥,最终得到白色粉末,即为SiO2粉末。
利用SiO2粉末和无水乙醇配制单分散SiO2微球悬浮液(1.0%,w/w),将亲水化的普通玻璃载玻片垂直插入到悬浮液中,在50℃的恒温干燥箱中垂直沉积自组装12h得到光子晶体。
3)荧光分子印迹预聚合液的制备,准确称取61.05mg芦丁标准品于1.0 mL甲醇溶液中超声混匀,加入250μL荧光CDs,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶(4-VP),超声混匀后于4℃避光过夜。加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(EGDMA)和15mg偶氮二异丁腈(AIBN),超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存。非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同。
4)荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备,将合成的光子晶体表面覆盖一片有机玻璃PMMA,夹住两端固定,构成载玻片/光子晶体膜/PMMA“三明治”夹层结构,利用毛细管力将制备的分子印迹及非分子印迹预聚合液缓慢注入到光子晶体缝隙中,通N2除氧后于60℃水浴加热4h。聚合结束后,除去夹子,在5%的HF溶液中浸泡至载玻片脱落后再浸泡6h洗脱SiO2模板,用超纯水洗净有机玻璃PMMA表面残留的HF。利用甲醇-冰醋酸(18﹕ 1,v/v)洗脱芦丁模板3次(每1h更换一次洗脱液),再用甲醇反复冲洗,洗掉残留的冰醋酸,最后用超纯水洗掉残留的甲醇,得到荧光分子印迹或非分子印迹光子晶体凝胶条。合成过程有普通玻璃片的参与构成“三明治”夹层结构,但是普通玻璃在模板洗脱过程已脱落,最终合成的荧光分子光子晶体凝胶条是以PMMA为基底的材料。
本发明合成了用于小分子目标分析物芦丁检测的荧光信号源CDs,与分子印迹技术联用,制备了有效的荧光分子印迹光子晶体凝胶条。该技术研究的关键是荧光分子印迹预聚合液优化和制备。其中荧光CDs的合成和分子印迹预聚合液的制备及优化是本发明的关键,直接影响到荧光分子印迹光子晶体凝胶条结构的柔性和特异性空穴位点的形成,从而影响对芦丁目标物识别的准确性。
通过评估吸附平衡时间和对实际样品中芦丁含量的检测结果考察所制备的光子晶体凝胶条对芦丁检测的准确度和检测效率。结果显示,动态吸附时间为20min,检测效率有所提升;加标回收实验中通过HPLC方法验证,发现结果具有良好的准确性。
芦丁分子进入到分子印迹聚合体系的特异性识别位点需要较长的时间,因此要对分子印迹聚合体系的结构进行改造,引入具有三维大孔结构的反蛋白石光子晶体,形成可以支撑分子印迹聚合体系的骨架。因此,本发明在优化制备荧光分子印迹预聚合液时,采用胶体晶体模板法,选择单分散SiO2微球为模板,通过垂直沉积自组装,合成光子晶体,将合成的荧光分子印迹预聚合液通过毛细管力注入光子晶体缝隙中。通过洗脱模板得到具有三维大孔结构荧光分子印迹光子晶体凝胶,这样既保持了反蛋白石光子晶体的三维骨架结构,又具备目标物芦丁的特异性空穴位点,使芦丁分子的特异性荧光识别具有合适的骨架结构支撑。
本发明还提供了一种使用如上所述的用于芦丁检测的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光传感分析方法,包括如下步骤,
1)覆盖:取一片尺寸为38.0×12.5×1.0mm的有机玻璃PMMA覆盖于光子晶体表面,分别用蝴蝶夹夹住头尾两端;
2)注入:利用毛细管力将步骤4制备的荧光分子印迹及非分子印迹预聚合液缓慢注入到光子晶体缝隙中,得到“三明治”夹层结构;
3)聚合:将所得“三明治”夹层结构氮吹除氧10min,随后,于60℃水浴环境加热4h;
4)洗脱:热聚合结束后,除去两端的蝴蝶夹,在5%的HF溶液中浸泡至普通玻璃片脱落后再浸泡6h洗脱SiO2模板,用超纯水洗净有机玻璃 PMMA表面残留的HF。利用甲醇-冰醋酸(18﹕1,v/v)洗脱芦丁模板3次 (每1h更换一次洗脱液),再用甲醇反复冲洗,洗掉残留的冰醋酸,最后用超纯水洗掉残留的甲醇,得到荧光分子印迹或非分子印迹光子晶体凝胶条;
5)测定荧光强度:将上一步制备好的荧光分子印迹光子晶体凝胶条及非分子印迹光子晶体凝胶条置于比色皿中,将比色皿置于荧光分光光度计中,设定好相应的检测程序,测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值;向比色皿中加入5mL超纯水或不同浓度的芦丁标准溶液,吸附20min后仪器测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值。
优选的,步骤2)中,所述荧光分子印迹预聚合溶液是经过优化处理的,优化处理步骤如下所述,
1)CDs添加量:保持印迹体系其他物质的量不变,准确称取61.05mg 芦丁标准品溶于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,分别加入25、50、100、250、 500μL的荧光CDs分散溶液,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶(4-VP),超声混匀后于4℃避光过夜。加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯 (EGDMA)和15mg偶氮二异丁腈(AIBN),超声5min混匀,通N2 10 min后密封,于4℃避光保存。非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同;
2)模板与功能单体配比:保持印迹体系其他物质的量不变,准确称取 61.05mg芦丁标准品溶于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,加入250μL的荧光CDs分散溶液,分别加入10.73、21.46、32.19、42.92、53.65、64.38μL功能单体4-乙烯基吡啶(4-VP),超声混匀后于4℃避光过夜。加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(EGDMA)和15mg偶氮二异丁腈(AIBN),超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存。非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同;
3)功能单体与交联剂配比:保持印迹体系其他物质的量不变,准确称取 61.05mg芦丁标准品溶于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,加入250μL的荧光 CDs分散溶液,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶(4-VP),超声混匀后于4 ℃避光过夜。分别加入9.43、18.86、37.72、75.44、150.88、188.6μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(EGDMA)和15mg偶氮二异丁腈(AIBN),超声5min 混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存。非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同;
4)洗脱:根据权利要求5所述的洗脱步骤,利用甲醇:冰醋酸(18: 1,v/v)对60℃热聚合4h结束后的“三明治”夹层结构洗脱,洗出目标物芦丁(洗脱次数为3次),最后用甲醇和超纯水冲洗干净,得到荧光分子印迹光子晶体凝胶条;
5)凝胶条保存:将制备好的荧光分子印迹及非分子印迹光子晶体凝胶条保存于超纯水中备用。
如上所述的分析方法,设计发明的荧光分子印迹光子晶体凝胶条在2.5- 40μgmL-1(R2=0.9876)的浓度范围内对芦丁表现出良好的荧光响应,其最低检测限为2.3μg mL-1。
本发明对荧光分析方法测定进行了技术改进,其改进包括:联用分子印迹技术,引入反蛋白石结构的光子晶体;分子印迹聚合体系中CDs添加量的优化;模板、功能单体及交联剂摩尔比的优化;用荧光分光光度计对一定波长范围的荧光强度参数;作出芦丁标准品与荧光分光光度计参数图;将样品的荧光分光光度计检测参数与标准品的荧光分光光度计检测参数图比较而获得样品中芦丁的含量。
相对于现有技术,本发明所述的一种用于药食同源食品中芦丁快速检测的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光分析方法,具有以下优势:
(1)本发明所述的分析方法针对复杂基质样品中芦丁具有良好的特异性,与传统色谱质谱的方法相比,更为快速、灵敏。
(2)本发明所述的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的合成方法不仅简便,且所用主要原料价格低廉、容易获得,反应过程可控,可批量生产,有利于普及应用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例一所述的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的吸附动力学曲线。
图2为本发明实施例二所述的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的扫描电镜图。
图3为本发明实施例二所述的荧光分子印迹光子晶体凝胶条对芦丁的荧光分析方法标准曲线。
图4为本发明实施例三所述的荧光分子印迹光子晶体凝胶条选择性实验。
图5 为CDs、SiO2、光子晶体及荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备过程。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例一
研究实施例一得到荧光分子印迹光子晶体凝胶条的吸附动力学曲线。分别量取5mL的荧光分子印迹/非分子印迹光子晶体凝胶条置于比色皿中,加入5mL的40μg mL-1的芦丁标准溶液,在室温下分别振荡0、1、2、3、4、 5、10、15、25、30min,用荧光分光光度计测定其荧光强度。如图1所示,合成的荧光分子印迹光子晶体凝胶条对芦丁的吸附识别在20min即可达到动态平衡,与传统分子印迹预聚合液相比具有较高的效率。
实施例二
荧光CDs的制备,准确称取0.46g柠檬酸和0.21g邻苯二胺(OPD)溶于10.0mL超纯水中,将混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬高压釜中200℃加热5h,随后冷却至室温后,于12000rpm离心10min,将获得的上清液经 0.22μm滤膜过滤后经透析袋(1000Da)过滤24h,所得产物即为CDs溶液,将其于4℃避光保存;
SiO2的合成:A液:将40mL乙醇、7.7mL氨水、2.23mL去离子水分别加入到铬酸浸泡后的圆底烧瓶中磁力搅拌混匀;B液:将50mL乙醇、2.29 mL原硅酸四乙酯(TEOS)分别加入圆底烧瓶中制成混合溶液;混合均匀后将B液迅速加入A液中,于室温下磁力搅拌12h。将所得物10000rpm离心 10min,后用无水乙醇洗3次,将所得沉淀物于50℃烘箱干燥,最终得到白色粉末,即为SiO2粉末。
光子晶体的合成:将尺寸为38.0×12.5×1.0mm的普通玻璃浸入溶液 98.0%H2SO4:30.0%H2O2(7:3,v/v)24h,超纯水冲洗,无水乙醇洗涤在超声波浴中放置15分钟后氮吹干燥。相同尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)有机玻璃片用作制备荧光分子印迹光子晶体凝胶条的支撑基底。利用SiO2粉末和无水乙醇配制单分散SiO2微球悬浮液(1.0%,w/w),将亲水化的普通玻璃片垂直插入到悬浮液中,在50℃的恒温干燥箱中垂直沉积自组装12h得到光子晶体。
荧光分子印迹预聚合液的制备:准确称取61.05mg芦丁标准品于1.0mL 甲醇溶液中超声混匀,加入250μL荧光CDs,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶(4-VP),超声混匀后于4℃避光过夜。加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(EGDMA)和15mg偶氮二异丁腈(AIBN),超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存。非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同。
荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备及检测
具体步骤如下:
1)覆盖:取一片尺寸为38.0×12.5×1.0mm的有机玻璃PMMA覆盖于光子晶体表面,分别用蝴蝶夹夹住头尾两端;
2)注入:利用毛细管力将步骤4制备的荧光分子印迹及非分子印迹预聚合液缓慢注入到光子晶体缝隙中,得到“三明治”夹层结构;
3)聚合:将所得“三明治”夹层结构氮吹除氧10min,随后,于60℃水浴环境加热4h。
4)洗脱:热聚合结束后,除去两端的蝴蝶夹,在5%的HF溶液中浸泡至普通玻璃片脱落后再浸泡6h洗脱SiO2模板,用超纯水洗净有机玻璃 PMMA表面残留的HF。利用甲醇-冰醋酸(18﹕1,v/v)洗脱芦丁模板3次(每1h更换一次洗脱液),再用甲醇反复冲洗,洗掉残留的冰醋酸,最后用超纯水洗掉残留的甲醇,得到荧光分子印迹或非分子印迹光子晶体凝胶条。
5)测定荧光强度:将上一步制备好的荧光分子印迹光子晶体凝胶条及非分子印迹光子晶体凝胶条置于比色皿中,将比色皿置于荧光分光光度计中,设定好相应的检测程序,测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值;向比色皿中加入5mL超纯水或不同浓度的芦丁标准溶液,吸附20min后仪器测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值。
6)洗脱:根据步骤4的相同步骤,利用甲醇:冰醋酸(18﹕1,v/v)对 60℃热聚合4h结束后的“三明治”夹层结构洗脱,洗出目标物芦丁。
7)凝胶条保存:将制备好的荧光分子印迹及非分子印迹光子晶体凝胶条保存于超纯水中备用。
图2为制备的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的扫描电镜图,从图中可以看出排列较为规则的三维大孔结构,这为芦丁的特异性识别提供了较多可达的传质通道。
根据荧光强度值建立芦丁的荧光分析方法标准曲线,如图3所示。
使用实施例二中对应的分析方法,设计发明的荧光分子印迹光子晶体凝胶条在2.5-40μg mL-1(R2=0.9876)的浓度范围内对芦丁表现出良好的荧光响应,芦丁的最低检出限为2.3μg mL-1。
效果验证试验一,准确称取槐米样品粉末50mg,置于50mL容量瓶中,加入甲醇至刻度,浸泡1h,超声波处理40min,提取温度为55℃。放冷至室温,用甲醇补足减失的量至刻度线,摇匀。10000r min-1离心10min,取上清液2.5mL,置于50mL容量瓶,加甲醇至刻度,摇匀,经0.22μm滤膜过滤,得到供试液。得出芦丁的平均回收率为91.3~95.6%,HPLC验证实验得出平均回收率为92.9~97.5%。
效果验证试验二,准确称取槐花样品粉末50mg,置于50mL容量瓶中,加入甲醇至刻度,浸泡1h,超声波处理40min,提取温度为55℃。放冷至室温,用甲醇补足减失的量至刻度线,摇匀。10000r/min离心10min,取上清液2.5mL,置于50mL容量瓶,加甲醇至刻度,摇匀,经0.22μm滤膜过滤,得到供试液。得出芦丁的平均回收率为81.7~93.4%,HPLC验证实验得出平均回收率为71.7~94.0%。
实施例三
荧光分子印迹光子晶体凝胶条对芦丁荧光响应的选择性如图4所示,选择芦丁的结构类似物槲皮素、山奈酚、异鼠李素、绿原酸作为干扰物评价凝胶条对芦丁识别的特异性,考察浓度均为40μg mL-1。分别将荧光分子印迹光子晶体凝胶条和荧光非分子印迹光子晶体凝胶条加入到5mL含有40μg mL-1的槲皮素、山奈酚、异鼠李素、绿原酸标准溶液中,振荡吸附20min,利用荧光分光光度计检测不同结构类似物对凝胶条的荧光响应情况。通过对比荧光分子印迹光子晶体凝胶条对芦丁及其结构类似物(槲皮素、山奈酚、异鼠李素、绿原酸)的荧光信号响应及印迹因子(IF)的计算,发现其对芦丁具有良好的选择性和特异性。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,其特征在于:由荧光碳点CDs、光子晶体及分子印迹聚合而成,制备包括如下步骤:
1)荧光CDs的制备:准确称取0.46g柠檬酸和0.21g邻苯二胺溶于10.0mL超纯水中,将混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬高压釜中200℃加热5h,冷却至室温,离心10min,上清液经0.22μm滤膜过滤后经1000Da透析袋过滤24h,所得产物即为CDs溶液,将其于4℃避光保存;
2)光子晶体的制备:通过胶体晶体模板法,以单分散SiO2微球为模板,使SiO2微球通过垂直沉积自组装到玻璃板两侧,即得到光子晶体;
将尺寸为38mm×12.5mm×1mm的普通玻璃载玻片浸入98.0%H2SO4与30.0%H2O2体积比7:3混合溶液中,浸泡24h,超纯水冲洗,无水乙醇洗涤在超声波浴中放置15分钟后氮吹干燥;相同尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃片用作制备荧光分子印迹光子晶体凝胶条的支撑基底;
A液:将40mL乙醇、7.7mL氨水、2.23mL去离子水分别加入到铬酸浸泡后的圆底烧瓶中磁力搅拌混匀;B液:将50mL乙醇、2.29mL原硅酸四乙酯分别加入圆底烧瓶中制成混合溶液;混合均匀后将B液迅速加入A液中,于室温下磁力搅拌12h,将所得物10000rpm离心10min,后用无水乙醇洗3次,将所得沉淀物于50℃烘箱干燥,最终得到白色粉末,即为SiO2粉末;利用SiO2粉末和无水乙醇配制重量比1.0%的单分散SiO2微球悬浮液,将亲水化的普通玻璃片垂直插入到悬浮液中,在50℃的恒温干燥箱中垂直沉积自组装12h得到光子晶体;
3)荧光分子印迹预聚合液的制备:准确称取61.05mg芦丁标准品于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,加入250μL荧光CDs,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶,超声混匀后于4℃避光过夜;加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯和15mg偶氮二异丁腈,超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存;非分子印迹预聚合液的合成条件除了不加芦丁模板,其它条件均相同;
4)荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备,将合成的光子晶体表面覆盖一片有机玻璃PMMA,夹住两端固定,构成载玻片/光子晶体/PMMA“三明治”夹层结构,利用毛细管力将制备的分子印迹及非分子印迹预聚合液缓慢注入到光子晶体缝隙中,通N2除氧后于60℃水浴加热4h进行聚合反应。结束后,除去固定夹,在5%的HF溶液中浸泡至载玻片脱落后再浸泡6h洗脱SiO2模板,用超纯水洗净有机玻璃PMMA表面残留的HF,利用甲醇-冰醋酸洗脱芦丁模板3次,再用甲醇反复冲洗,洗掉残留的冰醋酸,最后用超纯水洗掉残留的甲醇,得到荧光分子印迹或非分子印迹光子晶体凝胶条,将其保存于超纯水中待用。
2.根据权利要求1所述的一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,其特征在于:步骤2)中,光子晶体的制备包括如下步骤:
将亲水化处理的普通玻璃载玻片垂直插入到单分散SiO2微球悬浮液中,在50℃的恒温干燥箱中垂直沉积自组装12h得到具有面心立方结构的光子晶体。
3.根据权利要求2所述的一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,其特征在于,所述单分散SiO2微球的制备包括如下步骤:
a)将40mL乙醇、7.7mL氨水和2.23mL去离子水分别加入250mL圆底烧瓶中磁力搅拌10min混匀,得A液;
b)将50mL乙醇和2.29mL原硅酸四乙酯分别加入圆底烧瓶中磁力搅拌10min混匀,得B液;
c)将B液迅速加入A液中,于室温下磁力搅拌12h,将所得物10000rpm离心10min,后用无水乙醇洗3次,将所得沉淀物于50℃烘箱干燥,最终得到白色粉末,即为SiO2粉末;
d)准确称取50mg SiO2粉末溶于6.337mL无水乙醇溶液中配制成质量比1.0%的单分散SiO2微球悬浮液。
4.权利要求1所述一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,其特征在于:荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备过程包括如下步骤,
1)覆盖:取一片尺寸为38.0×12.5×1.0mm的有机玻璃PMMA覆盖于光子晶体表面,分别用蝴蝶夹夹住头尾两端;
2)注入:利用毛细管力将步骤4制备的荧光分子印迹及非分子印迹预聚合液缓慢注入到光子晶体缝隙中,得到载玻片/光子晶体膜/PMMA“三明治”夹层结构;
3)聚合:将所得“三明治”夹层结构氮吹除氧10min,随后,于60℃水浴环境加热4h,;
4)洗脱:热聚合结束后,去除两端的蝴蝶夹,在5%的HF溶液中浸泡至载玻片脱落后再浸泡6h洗脱SiO2模板,用超纯水洗净有机玻璃PMMA表面残留的HF,利用甲醇-冰醋酸洗脱芦丁模板3次,再用甲醇反复冲洗,洗掉残留的冰醋酸,最后用超纯水洗掉残留的甲醇,得到荧光分子印迹或非分子印迹光子晶体凝胶条;
5)测定荧光强度:将上一步制备好的荧光分子印迹光子晶体凝胶条及非分子印迹光子晶体凝胶条置于比色皿中,将比色皿置于荧光分光光度计中,设定好相应的检测程序,测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值;向比色皿中加入5mL超纯水或不同浓度的芦丁标准溶液,吸附20min后仪器测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值。
5.权利要求4所述一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,其特征在于:利用体积比18:1的甲醇-冰醋酸洗脱芦丁模板3次,每1h更换一次洗脱液。
6.根据权利要求1所述一种快速定量分析芦丁的荧光分子印迹光子晶体凝胶条的制备方法,其特征在于:步骤4)中,所述荧光分子印迹及非分子印迹预聚合溶液的优化过程如下所述:
1)CDs添加量:保持聚合体系其他物质的用量相同,准确称取61.05mg芦丁标准品溶于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,分别加入25、50、100、250、500μL的荧光CDs分散溶液,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶,超声混匀后于4℃避光过夜,加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯和15mg偶氮二异丁腈,超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存。非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同;
2)模板与功能单体配比:保持印迹体系其他物质的用量相同,准确称取61.05mg芦丁标准品溶于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,加入250μL的荧光CDs分散溶液,分别加入10.73、21.46、32.19、42.92、53.65、64.38μL功能单体4-乙烯基吡啶,超声混匀后于4℃避光过夜。加入75.44μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯和15mg偶氮二异丁腈,超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存,非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同;
3)功能单体与交联剂配比:保持印迹体系其他物质的用量相同,准确称取61.05mg芦丁标准品溶于1.0mL甲醇溶液中超声混匀,加入250μL的荧光CDs分散溶液,42.92μL功能单体4-乙烯基吡啶,超声混匀后于4℃避光过夜。分别加入9.43、18.86、37.72、75.44、150.88、188.6μL乙二醇二甲基丙烯酸甲酯和15mg偶氮二异丁腈,超声5min混匀,通N2 10min后密封,于4℃避光保存,非分子印迹预聚合液中不加芦丁标准品,其它条件均相同;
4)洗脱:根据权利要求5所述的洗脱步骤,利用甲醇:冰醋酸体积比18:1对60℃热聚合4h后的“三明治”夹层结构洗脱,洗出目标物芦丁,洗脱次数为3次,最后用甲醇和超纯水冲洗干净,得到荧光分子印迹光子晶体凝胶条;
5)凝胶条保存:将制备好的荧光分子印迹及非分子印迹光子晶体凝胶条保存于超纯水中备用。
7.一种使用如权利要求1-6任一权利要求所述制备方法得到的荧光分子印迹光子晶体凝胶条用于芦丁荧光传感分析,包括如下步骤:
制备好的荧光分子印迹光子晶体凝胶条及非分子印迹光子晶体凝胶条以45°固定于比色皿中,置于荧光分光光度计中,测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值;向比色皿中加入5mL超纯水或不同浓度的芦丁标准溶液,吸附20min后,测定荧光分子印迹光子晶体凝胶条的荧光强度值。
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