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一种检测普萘洛尔的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜及其制备和应用

摘要

本发明涉及一种检测普萘洛尔的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜及其制备和应用。具体地,本发明公开了一种采用氧化石墨烯/分子印迹过滤膜和金属纳米颗粒结合拉曼技术检测样品中普萘洛尔的含量的检测方法。所述检测方法具有灵敏度高、操作简便、耗时少、成本低等优点。

著录项

  • 公开/公告号CN106770179A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-05-31

    原文格式PDF

  • 申请/专利号CN201710058922.1

  • 申请日2017-01-23

  • 分类号G01N21/65(20060101);

  • 代理机构31266 上海一平知识产权代理有限公司;

  • 代理人陆凤;刘妍珺

  • 地址 315201 浙江省宁波市镇海区庄市大道519号

  • 入库时间 2023-06-19 02:27:27

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-11-05

    授权

    授权

  • 2017-06-23

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01N21/65 申请日:20170123

    实质审查的生效

  • 2017-05-31

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域,具体地涉及一种检测普萘洛尔的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜及其制备和应用。

背景技术

普萘洛尔是一种最常用的β肾上腺受体阻滞剂,用于治疗心律失常、心绞痛、高血压等疾病。服用或注射后大部分在人的体内消化,但仍有一小部分排放到环境中,随着使用量的增长,越来越多的河流、湖泊水体中发现普萘洛尔的存在。普萘洛尔进入人体可出现全面抑制心功能,诱发并加重支气管哮喘,引起间隙性跛行等不良反应。

对于普萘洛尔,目前常用的检测方法有高效液相色谱、气相色谱-质谱联用法等,这些方法普遍存在处理繁琐、测定周期长、仪器昂贵等缺点,难以快速的检测以及实时监测污染变化。因此,人们对开发快速、可靠的水体普萘洛尔检测方法具有迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可高灵敏、简便快速高效检测普萘洛尔的方法以及所述方法使用的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜及其制备和应用。

本发明的第一方面,提供了一种检测方法,所述方法包括如下步骤:

1)提供氧化石墨烯/分子印迹过滤膜、注射器、金属纳米颗粒和待检液体,其中,

所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜包含作为基底的滤膜、结合于所述滤膜的至少一个主表面上的氧化石墨烯分子印迹膜;(氧化石墨烯和分子印迹聚合物形成一层膜)

所述注射器包含注射器本体和针头过滤器;

2)将所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜放入所述注射器的所述针头过滤器中,并使用所述注射器的所述注射器本体吸取所述待检液体;

3)组装步骤2)所得针头过滤器和注射器本体,注射以使所述待检液体经过所述针头过滤器;

4)取下步骤3)所得注射器的针头过滤器,将所述金属纳米颗粒添加到所述针头过滤器的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜上;

5)对步骤4)所得针头过滤器进行拉曼光谱检测,基于所得拉曼光谱确定所述待检液体中印迹分子的含量。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜是如下制备的:

i)提供分子印迹预聚液、氧化石墨烯的分散液、作为基底的滤膜、含印迹分子的溶液和用于洗脱印迹分子的洗脱液;

ii)将所述氧化石墨烯的分散液均匀分散于所述滤膜表面,抽滤并任选地干燥得到氧化石墨烯过滤膜;

iii)将所述氧化石墨烯过滤膜浸于所述分子印迹预聚液中,加入含印迹分子的溶液,将所得混合液在氮气气氛下进行反应;

iv)任选地将前述步骤所得产物用溶剂A进行清洗并干燥处理;

v)将前述步骤所得产物置于洗脱液中进行印记分子的洗脱处理,得到所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜的孔体积密度为5-30cm3/g,较佳地10-25cm3/g。

在另一优选例中,所述分子印迹预聚液是如下制备的:

a)提供功能单体、第一溶剂、引发剂和交联剂;

b)在搅拌条件下,混合所述功能单体和所述第一溶剂,得到第一溶液;

c)在搅拌条件下,将所述引发剂和所述交联剂加入所述第一溶液,得到所述分子印迹预聚液。

在另一优选例中,所述功能单体选自下组:丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙烯、亚甲基丁二酸、或其组合,优选选自下组:甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)。

在另一优选例中,所述第一溶剂选自下组:氯仿、甲醇、四氢呋喃、乙腈、或其组合,优选甲醇。

在另一优选例中,所述引发剂选自下组:偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈、或其组合。

在另一优选例中,所述交联剂选自下组:乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、二乙烯基苯N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛、环氧氯丙烷、或其组合,优选乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)。

在另一优选例中,在所述分子印迹预聚液中,所述功能单体、所述引发剂和所述交联剂的用量比为0.001-0.1mol:0.1-1g:10-40ml,较佳地0.005-0.05mol:0.2-0.6g:15-30ml。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯的分散液的分散介质为水,优选地其固含量为2wt%~10wt%。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯的比表面积为50-1000m2/g,较佳地100-800m2/g,较佳地200-600m2/g,更佳地200-500m2/g。

在另一优选例中,所述滤膜选自下组:硝酸纤维素膜、玻璃纤维膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜、纤维素膜。

在另一优选例中,所述印迹分子为普萘洛尔。

在另一优选例中,组成所述洗脱液的组分选自下组:甲醇、乙酸、三氟乙酸、三乙胺、或其组合。

在另一优选例中,在步骤iii)中,在加入所述含印迹分子的溶液前,静置处理前述步骤所得混合液5-80min,较佳地10-60min。

在另一优选例中,在步骤iii)中,所述反应的反应时间为1-40h,较佳地5-30h,更佳地10-25h。

在另一优选例中,所述溶剂A选自下组:无水乙醇、甲醇、乙二醇、或其组合。

在另一优选例中,在步骤iv)中,所述干燥处理的温度为20-100℃,较佳地30-80℃;和/或

所述干燥处理的时间为1-48h,较佳地3-30h。

在另一优选例中,所述洗脱处理的时间为10-500min,较佳地30-400min,更佳地50-300min。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜结合于所述滤膜的两个主表面上。

在另一优选例中,所述结合为物理结合或化学结合。

在另一优选例中,当所述滤膜为硝酸纤维素滤膜时,所述结合为物理结合。

在另一优选例中,当所述滤膜为玻璃纤维滤膜时,所述结合为化学结合。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜的表面含有选自下组的基团:羟基、羧基、环氧基、或其组合。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒为具有(显著的)表面等离子体共振性质的粒子。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒选自下组:金纳米粒子、银纳米粒子、铜纳米粒子、或其复合纳米粒子。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒的粒径为10-500nm,较佳地20-300nm,更佳地30-150nm。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒的形状选自下组:球形、花状、立方体、棒状、三角形、锥形、或其组合。

在另一优选例中,步骤4)中,所述金属纳米颗粒的添加质量为2mg-10mg,较佳地4mg-8mg,更佳地5mg-7mg。

在另一优选例中,所述方法为定性分析。

在另一优选例中,所述“确定”是指:当所得拉曼光谱在1053cm-1(即普萘洛尔分子的信号峰)处有信号峰时,判断所述待检液体中含有普萘洛尔分子;当所得拉曼光谱在1053cm-1处无信号峰时,判断所述待检液体中不含有普萘洛尔分子。

在另一优选例中,所述检测方法的检测下限为10-10mol/L,较佳地10-11mol/L。

本发明的第二方面,提供了一种氧化石墨烯/分子印迹过滤膜,所述过滤膜包含:

作为基底的滤膜;

结合于所述滤膜的至少一个主表面上的氧化石墨烯分子印迹膜。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜包含分子印迹聚合物。

在另一优选例中,所述分子印迹聚合物为选自下组的单体的聚合物:丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙烯、亚甲基丁二酸、或其组合。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜包含空穴结构。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜中空穴结构的孔体积密度为5-30cm3/g,较佳地10-25cm3/g。

本发明的第三方面,提供了一种本发明第二方面所述的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜的制备方法,包括如下步骤:

i)提供分子印迹预聚液、氧化石墨烯的分散液、作为基底的滤膜、含印迹分子的溶液和用于洗脱印迹分子的洗脱液;

ii)将所述氧化石墨烯的分散液均匀分散于所述滤膜表面,抽滤并任选地干燥得到氧化石墨烯过滤膜;

iii)将所述氧化石墨烯过滤膜浸于所述分子印迹预聚液中,加入含印迹分子的溶液,将所得混合液在氮气气氛下进行反应;

iv)任选地将前述步骤所得产物用溶剂A进行清洗并干燥处理;

v)将前述步骤所得产物置于洗脱液中进行印记分子的洗脱处理,得到所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜。

本发明的第四方面,提供了一种检测附件,所述检测附件包含本发明第二方面所述的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜和金属纳米颗粒。

在另一优选例中,所述检测附件包含:

第一部件,所述第一部件为注射器,且所述注射器包含注射器本体和针头过滤器,并且所述针头过滤器上覆盖有本发明第二方面所述的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜;和

第二部件,所述第二部件包含金属纳米颗粒。

本发明的第五方面,提供了一种检测装置,所述检测装置包含本发明第四方面所述的检测附件。

应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。

附图说明

图1是本发明氧化石墨烯/分子印迹过滤膜的制备及应用示意图。

图2是实施例2中滴加球形Ag纳米颗粒后的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1的SEM图。

图3为实施例1中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1与对比例1中氧化石墨烯/非分子印迹过滤膜C1对普萘洛尔、美托洛尔和扑热息痛的混合溶液中各组分的吸附量。

图4为实施例2中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图5为实施例2中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图6为实施例3中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图7为实施例3中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图8为实施例4中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3+球形Au纳米颗粒检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图9为实施例4中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图10为实施例5中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2+花状Au纳米颗粒检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图11为实施例5中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图12为实施例6中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔(10-8M)的拉曼谱图。

图13为实施例6中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4检测普萘洛尔的拉曼谱图。

图14为实施例6中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔(10-11mol/L)的拉曼图。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究,通过分步制备三层复合的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜,并在注射过滤法中将其与金属纳米颗粒结合使用,获得了一种可高灵敏、简便快速高效定性检测普萘洛尔的方法。在此基础上,发明人完成了本发明。

术语

如本文所用,术语“氧化石墨烯/分子印迹过滤膜”或者“过滤膜”可互换使用。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜和检测方法

分子印迹技术也叫分子模板技术(MIT),是一种以特定的目标分子(模板分子、印记分子、印迹分子、烙印分子)为模板,制备对该分子具有特异选择性的过程,通常被称为制备与识别“分子钥匙”的人工“锁”技术。当模板分子(印记分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用点,通过聚合过程这种作用会被记忆下来,当模板分子去除后,聚合物中就会形成了与模板分子空间够形相匹配的具有多重作用点的空穴,这种空穴对模板分子具有高效的选择识别特性,在分离、富集等方面具有广泛的应用。目前分子印迹聚合物主要存在吸附容量偏低的缺点。

氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯功能化的衍生物,其结构与石墨烯相似,为二维网状结构,具有较大的比表面积,同时表面含有大量的含氧基团和羟基,具有较强的反应活性,通过在其表面的修饰,利用其大的比表面积和活性位点,使其与其他物质聚合,形成具有多种用途的氧化石墨烯材料。

基于此,本发明将分子印迹聚合物与氧化石墨烯复合,以增加吸附位点和洗脱模板后的孔的数量,以提高吸附容量。

表面增强拉曼技术(SERS)是一种高灵敏度、快速有效的分子光谱检测技术,它能够获得分子的指纹信息,光谱具有高分辨性,能够实现多组份检测直接检测和间接检测的特点,在食品安全、生物医学、环境分析等领域的痕量检测方面有很重要的应用。利用其快速灵敏、稳定可靠性来检测水体中的普萘洛尔,可以有效实时的监测和预警水中的污染情况,具有重要的科学意义和社会经济效益。

基于此,本发明提供了一种氧化石墨烯/分子印迹过滤膜,所述过滤膜包含:

作为基底的滤膜;

结合于所述滤膜的至少一个主表面上的氧化石墨烯分子印迹膜。

在本发明中,所述氧化石墨烯分子印迹膜包含分子印迹聚合物。

在另一优选例中,所述分子印迹聚合物为选自包括(但并不限于)下组的单体的聚合物:丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙烯、亚甲基丁二酸、或其组合。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜包含空穴结构。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜中空穴结构的孔体积密度为5-30cm3/g,较佳地10-25cm3/g。

进一步地,本发明提供了一种检测方法,所述方法包括如下步骤:

1)提供氧化石墨烯/分子印迹过滤膜、注射器、金属纳米颗粒和待检液体,其中,

所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜包含作为基底的滤膜、结合于所述滤膜的至少一个主表面上的氧化石墨烯分子印迹膜;

所述注射器包含注射器本体和针头过滤器;

2)将所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜放入所述注射器的所述针头过滤器中,并使用所述注射器的所述注射器本体吸取所述待检液体;

3)组装步骤2)所得针头过滤器和注射器本体,注射以使所述待检液体经过所述针头过滤器;

4)取下步骤3)所得注射器的针头过滤器,将所述金属纳米颗粒添加到所述针头过滤器的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜上;

5)对步骤4)所得针头过滤器进行拉曼光谱检测,基于所得拉曼光谱确定所述待检液体中印迹分子的含量。

在本发明中,所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜是如下制备的:

i)提供分子印迹预聚液、氧化石墨烯的分散液、作为基底的滤膜、含印迹分子的溶液和用于洗脱印迹分子的洗脱液;

ii)将所述氧化石墨烯的分散液均匀分散于所述滤膜表面,抽滤并任选地干燥得到氧化石墨烯过滤膜;

iii)将所述氧化石墨烯过滤膜浸于所述分子印迹预聚液中,加入含印迹分子的溶液,将所得混合液在氮气气氛下进行反应;

iv)任选地将前述步骤所得产物用溶剂A进行清洗并干燥处理;

v)将前述步骤所得产物置于洗脱液中进行印记分子的洗脱处理,得到所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜的孔体积密度为5-30cm3/g,较佳地10-25cm3/g。

在另一优选例中,所述分子印迹预聚液是如下制备的:

a)提供功能单体、第一溶剂、引发剂和交联剂;

b)在搅拌条件下,混合所述功能单体和所述第一溶剂,得到第一溶液;

c)在搅拌条件下,将所述引发剂和所述交联剂加入所述第一溶液,得到所述分子印迹预聚液。

在另一优选例中,所述功能单体包括(但并不限于):丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙烯、亚甲基丁二酸、或其组合,优选选自下组:甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)。

在另一优选例中,所述第一溶剂包括(但并不限于):氯仿、甲醇、四氢呋喃、乙腈、或其组合,优选甲醇。

在另一优选例中,所述引发剂包括(但并不限于):偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈、或其组合。

在另一优选例中,所述交联剂包括(但并不限于):乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、二乙烯基苯N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛、环氧氯丙烷、或其组合,优选乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)。

在另一优选例中,在所述分子印迹预聚液中,所述功能单体、所述引发剂和所述交联剂的用量比为0.001-0.1mol:0.1-1g:10-40ml,较佳地0.005-0.05mol:0.2-0.6g:15-30ml。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯的分散液的分散介质为水,优选地其固含量为2wt%~10wt%。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯的比表面积为50-1000m2/g,较佳地100-800m2/g,较佳地200-600m2/g,更佳地200-500m2/g。

在另一优选例中,所述滤膜包括(但并不限于):硝酸纤维素膜、玻璃纤维膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜、纤维素膜。

在另一优选例中,所述印迹分子为普萘洛尔。

在另一优选例中,组成所述洗脱液的组分包括(但并不限于):甲醇、乙酸、三氟乙酸、三乙胺、或其组合。

在另一优选例中,在步骤iii)中,在加入所述含印迹分子的溶液前,静置处理前述步骤所得混合液5-80min,较佳地10-60min。

在另一优选例中,在步骤iii)中,所述反应的反应时间为1-40h,较佳地5-30h,更佳地10-25h。

在另一优选例中,所述溶剂A包括(但并不限于):无水乙醇、甲醇、乙二醇、或其组合。

在另一优选例中,在步骤iv)中,所述干燥处理的温度为20-100℃,较佳地30-80℃;和/或

所述干燥处理的时间为1-48h,较佳地3-30h。

在另一优选例中,所述洗脱处理的时间为10-500min,较佳地30-400min,更佳地50-300min。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜结合于所述滤膜的两个主表面上。

在另一优选例中,所述结合为物理结合或化学结合。

在另一优选例中,当所述滤膜为硝酸纤维素滤膜时,所述结合为物理结合。

在另一优选例中,当所述滤膜为玻璃纤维滤膜时,所述结合为化学结合。

在另一优选例中,所述氧化石墨烯分子印迹膜的表面含有选自包括(但并不限于)下组的基团:羟基、羧基、环氧基、或其组合。

在本发明中,所述金属纳米颗粒为具有(显著的)表面等离子体共振性质的粒子。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒包括(但并不限于):金纳米粒子、银纳米粒子、铜纳米粒子、或其复合纳米粒子。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒的粒径为10-500nm,较佳地20-300nm,更佳地30-150nm。

在另一优选例中,所述金属纳米颗粒的形状包括(但并不限于):球形、花状、立方体、棒状、三角形、锥形、或其组合。

在另一优选例中,步骤4)中,所述金属纳米颗粒的添加质量为2mg-10mg,较佳地4mg-8mg,更佳地5mg-7mg。

在本发明中,所述方法为定性分析。

在另一优选例中,所述“确定”是指:当所得拉曼光谱在1053cm-1(即普萘洛尔分子的信号峰)处有信号峰时,判断所述待检液体中含有普萘洛尔分子;当所得拉曼光谱在1053cm-1处无信号峰时,判断所述待检液体中不含有普萘洛尔分子。

在本发明中,所述检测方法的检测下限为10-10mol/L,较佳地10-11mol/L。

综上,在本发明中,通过在滤膜上生长氧化石墨烯和分子印迹聚合物,形成氧化石墨烯/分子印迹过滤膜,实现对普萘洛尔的选择性富集,并且利用具有SERS活性的金属纳米颗粒提供信号增强,结合注射过滤法检测过程更加快捷和便于操作。

制备方法

本发明还提供了一种所述的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜的制备方法,包括如下步骤:

i)提供分子印迹预聚液、氧化石墨烯的分散液、作为基底的滤膜、含印迹分子的溶液和用于洗脱印迹分子的洗脱液;

ii)将所述氧化石墨烯的分散液均匀分散于所述滤膜表面,抽滤并任选地干燥得到氧化石墨烯过滤膜;

iii)将所述氧化石墨烯过滤膜浸于所述分子印迹预聚液中,加入含印迹分子的溶液,将所得混合液在氮气气氛下进行反应;

iv)任选地将前述步骤所得产物用溶剂A进行清洗并干燥处理;

v)将前述步骤所得产物置于洗脱液中进行印记分子的洗脱处理,得到所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜。

应用

本发明还提供了一种检测附件,所述检测附件包含所述的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜和金属纳米颗粒。

在另一优选例中,所述检测附件包含:

第一部件,所述第一部件为注射器,且所述注射器包含注射器本体和针头过滤器,并且所述针头过滤器上覆盖有所述的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜;和

第二部件,所述第二部件包含金属纳米颗粒。

本发明还提供了一种检测装置,所述检测装置包含所述的检测附件。

与现有技术相比,本发明具有以下主要优点:

(1)氧化石墨烯/分子印迹过滤膜的选择性好,吸附容量高,对水体中的普萘洛尔具有优异的富集能力;

(2)注射过滤法操作简单,富集速度快,缩短了整个检测时间;

(3)滴加的金属纳米颗粒在过滤膜表面,入射光无遮挡,信号好;

(4)所述检测方法适用性较广,操作简单,灵敏性好。

下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。

除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例1氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1的制备

1)首先将50mL的0.2M的甲基丙烯酸甲酯溶解在50mL的甲醇溶液中,均匀搅拌10min,在搅拌的过程中,缓慢加入0.4g偶氮二异丁腈和20mL的乙二醇二甲基丙烯酸酯,继续搅拌10min,得到分子印迹预聚液1。

2)使用硝酸纤维素滤膜作为基底,将3mL浓度为1mg/mL的氧化石墨烯分散液(固含量2%,氧化石墨烯的比表面积200m2/g)均匀的分散在所述滤膜上,在过滤器上真空抽滤后在空气中干燥一整夜得到氧化石墨烯过滤膜1,在每次使用前应用去离子水清洗。

3)将步骤2)制得的氧化石墨烯过滤膜1浸泡在步骤1制得的120mL的分子印迹预聚液中,静置30min后,加入20mL浓度为10mM的普萘洛尔,在氮气的保护下反应24小时,反应停止后用无水乙醇清洗4次,之后将滤膜放于40℃的真空干燥箱中干燥24小时,最后将其放在甲醇/乙酸的混合溶液中(9:1/体积:体积)浸泡1小时,获得氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1。

对比例1氧化石墨烯/非分子印迹过滤膜C1的制备

同实施例1,区别在于:在制备的过程中不加入印记分子普萘洛尔。

图3为实施例1中氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1与对比例1中氧化石墨烯/非分子印迹过滤膜C1对普萘洛尔、美托洛尔和扑热息痛的混合溶液(各组分浓度均为10-4M)中各组分的吸附量。

从图3中可以看出:氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1对普萘洛尔的吸附量远大于其他两种物质,同样也高于不加普萘洛尔的氧化石墨烯/非分子印迹过滤膜C1对普萘洛尔的吸附,说明实施例1所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1对普萘洛尔具有很好的选择性吸附(特异性吸附)。

经进一步测算,实施例1所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1的孔体积密度为16.29cm3/g。

实施例2检测普萘洛尔

Ag纳米颗粒的制备

将20mL硝酸银溶液(10-2M)、20mL质量分数为1%的柠檬酸三钠溶液和80mL去离子水混合均匀,在强搅拌的条件下加入100mL新鲜配制的硼氢化钠溶液(10-2M),在室温下持续反应1h,得到黄绿色的球形Ag纳米颗粒溶胶,颗粒大小为40-70nm。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-7M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,在其上滴加0.5mL上述步骤所制得的球形Ag纳米颗粒,进行拉曼光谱检测,得到增强后的拉曼谱图,见图4。

图2是实施例2中滴加球形Ag纳米颗粒后的氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1的SEM图。

从图2可以看出:Ag纳米颗粒分散在氧化石墨烯/分子印迹过滤膜上,氧化石墨烯含有大量的褶皱,因而可提供更多的结合位点以利于模板分子的吸附。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜1放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-7M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,直接进行拉曼光谱检测,得到拉曼谱图,见图5。

相对于图5,图4在拉曼位移为1053cm-1处可以看到普萘洛尔分子的拉曼信号峰。

实施例3检测普萘洛尔

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2的制备

1)首先将50mL的0.2M的甲基丙烯酸溶解在50mL的甲醇溶液中,均匀搅拌20min,在搅拌的过程中,缓慢加入0.4g偶氮二异丁腈和20mL的乙二醇二甲基丙烯酸酯,继续搅拌10min,得到分子印迹预聚液2。

步骤2)-3)与实施例1相同。

经进一步测算,实施例3所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3的孔体积密度为17.12cm3/g。

Ag纳米颗粒的制备同实施例2。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-5M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,在其上滴加1mL上述步骤所制得的球形Ag纳米颗粒,进行拉曼光谱检测,得到增强后的拉曼谱图,见图6。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-5M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,直接进行拉曼光谱检测,得到拉曼谱图,见图7。

相对于图7,图6在拉曼位移为1053cm-1处可以看到普萘洛尔分子的拉曼信号峰。

实施例4检测普萘洛尔

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3的制备

步骤1)-2)与实施例1相同。

3)将步骤2)制得的氧化石墨烯过滤膜3浸泡在步骤1)制得的120mL的分子印迹预聚液1中,静置30min后,加入20mL浓度为10mM的普萘洛尔,在氮气的保护下反应24小时,反应停止后用无水乙醇清洗4次,之后将所得滤膜放于60℃的真空干燥箱中干燥24小时,最后将其放在甲醇/乙酸的混合溶液中(9:1/体积:体积)中浸泡3小时,从而获得氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3。

经进一步测算,实施例4所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3的孔体积密度为18.3cm3/g。

球形Au纳米颗粒的制备

将150mL浓度为2%的柠檬酸钠水溶液加入到250mL三口圆底烧瓶中,在120℃油浴中加热至沸,在磁力搅拌速度下,快速加入1mL 25mM的HAuCl4水溶液,继续加热搅拌约10min;当溶液颜色变为酒红色时,将溶液温度降至90℃恒温,在磁力搅拌速度下加入1mL25mM>4水溶液,在此条件下反应30min,重复该步骤两次。待溶液自然冷却至室温避光,0~4℃保存待用。

经测算,所得球形Au纳米颗粒的粒径约为60nm。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3+球形Au纳米颗粒检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-6M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,在其上滴加1mL上述步骤所制得的球形Au纳米颗粒,进行拉曼光谱检测,得到增强后的拉曼谱图,见图8。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜3放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-6M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,直接进行拉曼光谱检测,得到拉曼谱图,见图9。

相对于图9,图8在拉曼位移为1053cm-1处可以看到普萘洛尔分子的拉曼信号峰。

实施例5检测普萘洛尔

花状Au纳米颗粒的制备

将2ml>4(24mM)溶液加入到4ml>

经测算,所述花状Au纳米颗粒的粒径约为100nm。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2+花状Au纳米颗粒检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2放入针头过滤器中;注射器吸取1.5mL、10-7M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,在其上滴加0.4mL上述步骤所制得的花形Au纳米颗粒,进行拉曼光谱检测,得到增强后的拉曼谱图,见图10。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜2放入针头过滤器中;注射器吸取1.5mL、10-7M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,直接进行拉曼光谱检测,得到拉曼谱图,见图11。

相对于图11,图10在拉曼位移为1053cm-1处可以看到普萘洛尔分子的拉曼信号峰。

实施例6检测普萘洛尔

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4的制备

步骤1)和3)与实施例1相同。

2)使用玻璃纤维滤膜作为基底,将3mL浓度为3mg/mL的氧化石墨烯(固含量5%,氧化石墨烯的比表面积500m2/g)溶液均匀的分散在滤膜上,在过滤器上真空抽滤后在空气中干燥一整夜得到氧化石墨烯过滤膜4,在每次使用前应用去离子水清洗。

经进一步测算,实施例6所述氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4的孔体积密度为15.7cm3/g。

Ag纳米颗粒的制备同实施例2。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4+Ag纳米颗粒检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-8M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,在其上滴加0.5mL上述步骤所制得的球形Ag纳米颗粒,进行拉曼光谱检测,得到增强后的拉曼谱图,见图12。

氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4检测普萘洛尔

将氧化石墨烯/分子印迹过滤膜4放入针头过滤器中;注射器吸取2mL、10-8M的普萘洛尔溶液,套上针头过滤器注射过滤普萘洛尔溶液;然后取下针头过滤器,直接进行拉曼光谱检测,得到拉曼谱图,见图13。

相对于图13,图12在拉曼位移为1053cm-1处可以看到普萘洛尔分子的拉曼信号峰。

检测下限

进一步地,按照上述方法将不同浓度(10-9mol/L、10-10mol/L、10-11mol/L、10-12mol/L)的普萘洛尔溶液进行检测,寻找其检测的下限,得到浓度为10-11mol/L是所述方法检测普萘洛尔的检测极限,检测结果见图14。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

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