[发明专利]葡萄糖响应性光子晶体传感器、其制备方法及使用方法

权利要求书

1.一种葡萄糖响应性光子晶体传感器，其特征在于：包括多个葡萄糖响应性凝胶壳层及其包裹的磁性内核，所述磁性内核为超顺磁纳米粒子，所述葡萄糖响应性凝胶壳层的原料包括氨基苯硼酸及其衍生物和非葡萄糖响应性聚合单体。

2.根据权利要求1所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器，其特征在于：所述磁性内核由多个单分散的超顺磁纳米粒子在一维尺度上等间距排列组成。

3.根据权利要求1所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器，其特征在于：所述磁性内核为单个的超顺磁纳米粒子。

4.根据权利要求2或3所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器，其特征在于：所述超顺磁纳米粒子由四氧化三铁纳米晶簇内核及包覆在其表面的聚乙烯吡咯烷酮组成，所述超顺磁纳米粒子的粒径为80～250nm。

5.根据权利要求1所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器，其特征在于：所述氨基苯硼酸及其衍生物包括3-丙烯酰胺基苯硼酸、3-甲基丙烯酰胺基苯硼酸、4-乙烯基苯硼酸、2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸、4-氨基苯硼酸、2-氨基-5-氟苯硼酸、2-氨基-4,5-二氟苯硼酸、3-氨基-4氟苯硼酸、4-氨基-3氟苯硼酸中的至少一种；所述非葡萄糖响应性聚合单体包括丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器，其特征在于：对该葡萄糖响应性光子晶体传感器施加磁场后，在溶液中呈多根取向一致的链状结构，每根链状结构中包含若干沿磁场方向等间距排列的磁性纳米粒子。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器的制备方法，其特征在于：制备所述葡萄糖响应性凝胶壳层的原料包括氨基苯硼酸及其衍生物和非葡萄糖响应性聚合单体；

A、当所述氨基苯硼酸及其衍生物为带双键的氨基苯硼酸及其衍生物时，制备方法包括以下步骤：

(A1)将磁性纳米粒子与氨基苯硼酸及其衍生物、非葡萄糖响应性聚合单体、交联剂、桥接物质、引发剂及分散介质溶剂混合均匀，得到均一的预聚液；

(A2)将所述步骤(A1)得到的预聚液引发聚合，反应完成后，得到所述葡萄糖响应性光子晶体传感器；

B、当所述氨基苯硼酸及其衍生物为不带双键的氨基苯硼酸及其衍生物时，制备方法包括以下步骤：

(B1)将磁性纳米粒子与非葡萄糖响应性聚合单体、交联剂、桥接物质、引发剂及分散介质溶剂混合均匀，得到均一的预聚液；

(B2)将所述步骤(B1)得到的预聚液引发聚合；

(B3)取所述步骤(B2)的产物在碱性环境下水解得到羧基，然后浸泡在含有所述氨基苯硼酸及其衍生物以及偶联剂的水溶液中进行硼化反应，得到所述葡萄糖响应性光子晶体传感器。

8.根据权利要求7所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤(A1)和(B1)中，磁性纳米粒子为超顺磁纳米粒子，所述超顺磁纳米粒子由四氧化三铁纳米晶簇内核及包覆在其表面的聚乙烯吡咯烷酮组成，磁性纳米粒子在预聚液中的浓度为0.1-10.0mg/mL。

9.根据权利要求7所述的葡萄糖响应性光子晶体传感器的制备方法，其特征在于：

所述步骤(A1)和(B1)中，引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基酮、过硫酸钾、过硫酸铵或偶氮二异丁腈，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯或甲叉双丙烯酰胺，桥接物质为聚丙烯酸和/或单宁酸，桥接物质在预聚液中的浓度为0-0.03mmol/mL，分散介质溶剂为水或水和二甲亚砜的混合溶液；

所述步骤(A1)中，引发剂的用量为氨基苯硼酸及其衍生物和非葡萄糖响应性聚合单体总的摩尔量的0.5％-10％，交联剂的用量为氨基苯硼酸及其衍生物和非葡萄糖响应性聚合单体总的摩尔量的0.6％～5％；

所述步骤(B2)中，引发剂的用量为非葡萄糖响应性聚合单体的摩尔量的0.5％-10％；交联剂的用量为非葡萄糖响应性聚合单体的摩尔量的0.6％～5％。