[发明专利]锶离子响应型高分子材料、离子印迹凝胶和凝胶光栅及制备方法与锶离子检测方法

权利要求书

1.一种Sr²⁺响应型高分子材料，其特征在于，该高分子材料是由N-异丙基丙烯酰胺和5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷共聚形成的聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷)，该高分子材料的结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，b/(a+b)＝0.03～0.11。

2.权利要求1所述Sr²⁺响应型高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将单体N-异丙基丙烯酰胺、5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷，引发剂以及溶剂A充分混合，向所得混合液中通氮气以除去氧气，然后在密闭容器内于65～80℃反应12～36h；

N-异丙基丙烯酰胺与引发剂的摩尔比为(100～200):(0.05～0.5)，5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷的摩尔量占5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷和N-异丙基丙烯酰胺摩尔量之和的3％～11％，N-异丙基丙烯酰胺在混合液中的浓度为0.1～0.4mol/L；

(2)将步骤(1)所得反应液浓缩至恰好有不溶物产生，然后用溶剂A将浓缩后的反应液稀释至不溶物恰好溶解，将所得溶液滴加至无水乙醚中沉淀、过滤，将所得固相用溶剂A溶解后再用无水乙醚沉淀、过滤，将所得固相干燥，即得Sr²⁺响应型高分子材料；

所述溶剂A为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或1,4-二氧六环。

3.一种Sr²⁺响应型离子印迹凝胶，其特征在于，该离子印迹凝胶是由结构如式(Ⅱ)所示的含Sr²⁺的凝胶在充分洗脱掉凝胶网络中的Sr²⁺后形成的结构如式(Ⅲ)所示的凝胶，所述含Sr²⁺的凝胶是由5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷在Sr²⁺的诱导下形成的G-四聚体单元与N-异丙基丙烯酰胺共聚交联形成的，

式(Ⅱ)～(Ⅲ)中，R为高分子链，R的结构如式(Ⅳ)所示：

式(Ⅳ)中，b/(a+b)＝0.03～0.09，c/a＝0.02～0.07。

4.权利要求3所述Sr²⁺响应型离子印迹凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硝酸锶，单体N-异丙基丙烯酰胺、5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷，引发剂，交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺以及溶剂B充分混合，向所得混合液中通氮气以除去氧气，然后在密闭容器内于65～80℃反应12～36h，得到结构如式(Ⅱ)所示的含Sr²⁺的凝胶；

N-异丙基丙烯酰胺与引发剂的摩尔比为(100～200):(0.05～0.5)，N-异丙基丙烯酰胺与交联剂的摩尔比为100:(1～7)，5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷的摩尔量占5′-O-丙烯酰基-2′，3′-O-异亚丙基-鸟嘌呤核苷和N-异丙基丙烯酰胺摩尔量之和的3％～9％，硝酸锶在混合液中的浓度为10^-6～0.2mol/L，N-异丙基丙烯酰胺在混合液中的浓度为0.5～1.5mol/L；溶剂B为溶剂C与水的混合溶剂，溶剂C为二甲亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或甲醇；

(2)将步骤(1)所得含Sr²⁺的凝胶用去离子水洗涤，以除去未反应的单体和印迹Sr²⁺并将凝胶网络中的溶剂C置换为去离子水，得到结构如式(Ⅲ)所示的Sr²⁺响应型离子印迹凝胶。

5.根据权利要求4所述Sr²⁺响应型离子印迹凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述用去离子水洗涤，是指将步骤(1)所得含Sr²⁺的凝胶交替置于40～70℃以及5～20℃的去离子水中反复洗涤，每改变一次水温更换一次去离子水。