[发明专利]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

摘要

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。

主权项

1.一种检测印迹分子的方法，其中，在常温下将光子晶体水凝胶微球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；所述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；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；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；单体、交联剂、印记分子、引发剂、溶剂1和去离子水按照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；其中，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，制备步骤中的模板为SiO₂光子晶体微球模板；或者，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，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；或者，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。