葡萄糖检测用分子印迹光子晶体的研究.pdf

《葡萄糖检测用分子印迹光子晶体的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第7期2011年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistryl0l5～1020葡萄糖检测用分子印迹光子晶体的研究薛飞段廷蕊薛敏刘烽王一飞韦泽全王淼张盼袁梓高孟子晖(北京理工大学化工与环境学院，北京100081)摘要基于快速、持续、无创检测技术在血糖监测领域的重要性，以聚甲基丙烯酸甲酯微球阵列为光子晶体制孔模板，以葡萄糖为印迹模板，异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯为混合单体，4一乙烯基苯硼酸为识别基，N，亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在制孑L模板间隙进行共价型分子印迹聚合，除去制孑L模板后

2、，制得具有规整孑L结构的新型光学凝胶材料——分子印迹光子晶体。实验表明：此材料对葡萄糖响应速度快，选择性高，印迹聚合物对葡萄糖吸附量在3rain即达到3．2mg／g。在同等条件下，印迹聚合物对葡萄糖的吸附量是其它类似物吸附量的2倍以上。．印迹聚合物的识别行为以衍射光波长变化形式表现，随着葡萄糖浓度由0mol／L增加到0．02rnol／L，葡萄糖分子印迹光子晶体的衍射波长发生150Ilia的红移，表现出良好的传感特性。此材料为葡萄糖检测提供了新思路，有望用于人体泪液或尿液中葡萄糖浓度的检测，实现非侵入式的检测手段。．关键词光子晶体；分子印迹；葡萄糖检测；自组装引言

3、糖尿病患病已成为威胁人类健康的疾病之一。实时快速监测糖尿病人的血糖对控制病情非常重要]。病人对目前普遍采用的有创测试多有恐惧和不适，而且费用高。无创葡萄糖检测可以很好地克服该缺点。因此，制备快速、持续、无创的传感检测技术是葡萄糖传感器的发展方向之一『2]。光子晶体是一种新兴的光学材料，正越来越多地应用于分析化学领域，有可能成为新的研究热点【3】。功能化的光子晶体在吸收目标化合物后，晶体结构会发生变化，从而会引起衍射波长发生改变，这便是光子晶体传感器的检测原理。其应用涉及对生化物质、毒剂、金属离子及环境污染物等的检测。将高度有序的带电胶体晶体阵列包埋在水凝胶聚合物

4、中，形成聚合胶体晶体阵列，可制备对葡萄糖[5]、pH值嘲、离子强度[7J、金属离子嘲及生物分子等的传感器。Nakayama等采用N一异丙基丙烯酰胺为单体，3一丙烯酰胺基苯硼酸为葡萄糖识别基，制备出一种简便式葡萄糖光子晶体传感器；张拥军等⋯将硼酸根修饰的聚N一异丙基丙烯酰胺微球包埋在凝胶中，构建了一种光强响应型葡萄糖传感器。但是上述的方法都存在着选择性差的缺点。Li等将分子印迹技术引入到光子晶体的骨架结构中，所制备的光子晶体凝胶能对蛋白质、茶碱和麻黄碱[I3]、莠去津和胆酸“等目标分子进行快速特异性的识别，这种分子印迹光子晶体方法为光子晶体材料选择性的提高开拓了全

5、新的思路，扩大了分子印迹光子晶体传感器的应用范围。分子印迹聚合物(Molecularlyimprintedpolymers，MIP)具有与模板分子在空间结构和官能团上互补的孔穴，从而实现对目标化合物的选择性识别。本研究将光子晶体与分子印迹相结合，以聚甲基丙烯酸甲酯微球自组装光子晶体模板，在光子晶体模板间隙进行葡萄糖分子印迹聚合，洗脱小球模板和葡萄糖分子，制备出葡萄糖分子印迹光子晶体凝胶(Molecularlyimprintedphotoniccrystal，MIPC)。MIPC对葡萄糖识别后发生溶胀，衍射峰发生明显红移。结果表明，葡萄糖MIPC是一种响应速度快、

6、选择性高的光子晶体凝胶材料。常规的血糖仪和血糖检测方法都需要采血，给被检测人带来疼痛感，而且一次性耗材的使用使得家用血糖监控成本偏高，不利于推广。葡萄糖MIPC凝胶的高选择性和快速响应有望用于人体泪液或尿液中葡萄糖浓度的检测，实现非侵入式的检测手段，以期为糖尿病的家庭防治提供新技术。2010-11—10收稿；201l—o3—09接受本文系国家自然科学基金(No．20775007)，863计划(No．2007AA10Z433)和环境毒理国家重点实验室开放基金(No．KF2009-08)资助E-maihm_zihui@yahooCON分析化学第39卷2实验部分2．1

7、仪器与试剂S-4800扫描电镜(日本日立公司)；LC一20AT型高效液相色谱仪(日本岛津公司)；ELSD—UM3000蒸发光散射检测器(通微分析技术有限公司)；SiO正相色谱柱(150mm×4．6mm，5m，Agela公司)；Avaspec一2048TEC微型光纤光谱仪(Avantes公司)，配AvaLight-DH-S-BAL光源，FC—UV600-2-SR光纤；RW20数字搅拌器和C—MAGHS7控温仪(IKA公司)；KSW-5—12A型马弗炉(天津市中环实验电炉有限公司)；HWS—ISO生化培养箱和HWS～ISO恒温恒湿箱(宁波海曙赛福实验仪器厂)。甲基丙

8、基酸甲酯(MMA)、偶氮