一种硼亲和双重识别分子印迹材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硼亲和双重识别分子印迹材料的制备方法，属环境功能材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002]分子印迹是制备具有预定识别功能结合位点三维交联高分子的技术，制备的分子印迹聚合物能对模板分子进行选择性地识别并且高效吸附分离；表面分子印迹技术通过把分子识别位点建立在基质材料的表面，当分子印迹聚合物用于吸附分离模板分子时，基于这些“记忆”孔穴识别位点会专一性地键合模板分子，从而表现出高度的特异选择性。较好的解决了传统分子印迹技术整体还存在的一些严重缺陷，如活性位点包埋过深，传质和电荷传递的动力学速率慢，吸附-脱附的动力学性能不佳等，纳米材料特有的表面积与体积大比例的特性，使其成为理想的表面印迹基质材料，氧化石墨稀(GO)是2004年被发现的一种新型二维平面纳米材料，其具有很大的表面积，快速的吸附动力学和优异的吸附性能，其具有广泛用于表面印迹过程的基质材料。
[0003]木犀草素(LTL)作为黄酮类的一种重要的天然有机化合物。木犀草素具有多种药理活性，如强抗氧化性、抗病毒、抗肿瘤、抗炎、抗动脉硬化、降血糖、增强免疫能力、抑菌性等保健功能及药理活性等，还可以增强免疫力。已被临床用于消炎、镇咳祛痰、抗菌抗炎、降血压血脂、抑制肿瘤和白血病细胞生长等。目前，花生壳中木犀草素常用的分离纯化的方法主要有酸沉法、薄层层析法、柱层析法、梯度萃取法和大孔树脂吸附分离法等。这些方法虽然各有独特优点，但也各有其局限性，其中共性的缺陷是方法选择性差、得到的产品纯度不高。因此，建立和完善选择性识别与分离纯化花生壳提取液中木犀草素的新方法、增加产品得率的同时获得较高纯度吸引了很大的关注。
[0004]因此，本工作利用硼亲和占主导的ATRP分子印迹聚合物的特异性识别诱导作用制备出特殊的多层片状印迹聚合物微粒，最后通过双重识别作用特异性吸附木犀草素。
【发明内容】
[0005]本发明利用浓硫酸和高锰酸钾对活化的天然鳞片石墨进行了表面改性，紧接着通过原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerizat1n，ATRP)是以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原子载体，通过氧化还原反应，在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡，从而实现了对聚合反应的控制，以乙烯基改性的GO为基质材料，木犀草素(LTL)为模板分子，甲基丙烯酸甲酯(MMA)和4-乙烯基苯硼酸(4-VBA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂溴化铜(CuBr)，五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和α -溴代异丁酸乙酯(EBiB)作为引发剂进行第一步印迹得到氧化石墨烯表面印迹的分子印迹聚合物(MIPs);并将其应用于水溶液中的高效木犀草素(LTL)的选择性吸附与分离。
[0006]本发明采用的技术方案是:
S1.氧化石墨烯的(GO)的制备首先，石墨粉和硝酸钠加入到浓硫酸中冷却到10°c以下；将高锰酸钾加入到反应体系中，搅拌；随后将蒸馈水缓慢加入反应体系中；最后，30%双氧水加入到反应体系中反应；之后，10%浓盐酸加入到反应体系中在室温下用蒸馏水清洗多次，最终在60°C下烘干。
[0007]其中所述石墨粉和硝酸钠的质量比为1:0.05-0.2 ;
所述加入的浓硫酸和石墨粉的比例为10-40mL:1 g;
所述加入的高锰酸钾和石墨粉的质量比为1:0.5-2.0 ;
所述搅拌为35°C下搅拌1-5个小时；
所述将蒸馏水加入反应体系中直到温度达到80-100°C ；
所述加入双氧水、浓盐酸与浓硫酸的体积比为3:20:10-40。
[0008]S2.氧化石墨烯双重表面印迹纳米颗粒(DR-MIPs)的制备:
(I)将双重识别分子印迹层包裹在氧化石墨烯表面:将氧化石墨烯(GO)，木犀草素(LTL)，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，a-甲基丙烯酸(MAA)和4-乙烯基苯硼酸(4-VBA)加入到甲醇和水的混合溶液中，将混合溶液通氮气排空氧气后在黑暗阴凉的条件下搅拌，形成预组装体系；
其中，所述氧化石墨烯(GO)、木犀草素(LTL)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、a_甲基丙烯酸(MAA)和4-乙烯基苯硼酸(4-VBA)的比例为 I g:5.0:20.0 mmol:50.0-120.0 mmol:
2.0-10.0 mmol:5.0-20.0 mmol ；
所述甲醇和水的混合液中LTL的浓度为0.08-0.lmmol/L ;
所述甲醇和水的混合液中甲醇和水的体积比为3:1 ;
所述搅拌为在300-400rpm下搅拌2_8h。
[0009](2)在预组装体系中，通氮气排空氧气，加入溴化铜和五甲基二乙烯三胺，然后在反应体系中加入α -溴代异丁酸乙酯(EBiB)引发剂，在氮气保护下，聚合反应；
其中，所述加入溴化铜、五甲基二乙烯三胺和木犀草素(LTL)的摩尔比例为:1:0.05_0.3:0.02_0.5 ;
所述加入α -溴代异丁酸乙酯(EBiB)和木犀草素(LTL)的摩尔比例为:1:0.1-0.3 ; 所述聚合反应为40-80 °C聚合6-16h。
[0010](3)将步骤(2)聚合反应后得到的溶液用离心机高速离心收集产物氧化石墨烯双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-MIPs)，用无水乙醇和蒸馏水混合液洗涤3次；最后产物用甲醇和盐酸的混合液超声提取，脱除模板分子LTL，直到洗脱液中检测不到模板分子，在60 °C下真空干燥。
[0011]其中，所述无水乙醇和蒸馏水的体积比为11:1 ;
所述甲醇和盐酸的体积比为11:1 ;
所述真空干燥条件为60 °C。
[0012]制备非双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-NIPs)的方法和双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-MIPs)类似，所用试剂的用量参照制备对应的DR-MIPs时的用量加，只是不加LTL。
[0013]制备单元表面印迹纳米颗粒吸附剂(MAA-NIPs)，(BA-NIPs)的方法和双重印迹聚合物颗粒吸附剂(DR-MIPs)类似，所用试剂的用量参照对应的DR-MIPs时的用量加，只是不加4-VBA和MAA，同时都不加LTL。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
本发明使用一种双重分子印迹聚合制备多层片状印迹吸附剂的方法，成功地将功能单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和4-乙烯基苯硼酸(4-VBA)负载在多层片状印迹聚合物材料上，并且解决了传统单重吸附剂的识别位点少和复杂洗脱过程的问题，获得的印迹吸附剂机械强度高，识别点不易破坏，并且大大地降低了非特异性吸附缺点；合成的材料具有双重识别位点、并且对木犀草素(LTL)有特异性吸附的特点。利用本发明获得的双重分子印迹吸附剂具有较好的酸响应的性质，能实现快速分离和随酸碱度识别、释放的功能；硼亲和双重识别分子印迹材料具有较大的表面积，较高的吸附容量，快速的吸附动力学，显著的LTL分子识别性能。
【附图说明】
[0015]图1为实施例1中纳米基质材料G0、非双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-NIPs)、双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-MIPs)、非单元表面吸附剂(MAA-NIPs)、非单元表面吸附剂(BA-NIPs)的红外谱图，图中由上至下分别为GO、BA-NIPs、MAA-NIPs、DR-NIPs、DR-MIPs ο
[0016]图2为实施例1中所得的双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-MIPs)的拉曼光谱图，图中曲线由上至下分别为GO、G004-VBA、GOiMAA, G0i4-VBAiMAA即双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-MIPs)。
[0017]图3为实施例1中所得的双重表面印迹纳米颗粒吸附剂(DR-MIPs)的X射线衍射谱图，图中曲线由上至下分别为GO、BA-NIPs、MAA-NIPs、DR-MIPs、DR-NIPs。
[0018]图 4 为实施例1 中 GO (a), MAA-MIPs (b)，BA-MIPs (c)，DR-MIPs (d)，DR-NIPs (e)的扫描和投射电镜图，图中左侧图为扫描电镜图，右侧图为投射电镜图。
[0019]图5为实施例1中的20mmol/L的LTL在氘代二甲亚砜中(a)，20mmol/L的4-VBA在氘代二甲亚砜中(b)，20mmol/L LTL和20mmol/L 4-VBA混合液在氘