[發(fā)明專利]一種光子晶體傳感材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107353369B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧保安;白家磊;彭媛;王江;李雙;宋艷秋;何厚羅;高志賢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F220/14;C08F8/06;G01N21/47
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發(fā)明公開了一種光子晶體傳感材料及其制備方法和應(yīng)用，該制備方法包括：(1)在惰性氣體存在下，將式Ⅰ所示化合物、式Ⅱ所示化合物、水和引發(fā)劑接觸，進(jìn)行無皂乳液聚合反應(yīng)，得到聚合物微球；(2)將所述聚合物微球與H₂O₂和HRP接觸反應(yīng)，得到PMD微球；(3)將所述PMD微球的懸濁液分散并靜置堆壘，制得所述光子晶體傳感材料；本發(fā)明的光子晶體傳感材料制備工藝簡單，用于檢測時，檢測操作方便，響應(yīng)迅速，靈敏度高，檢測范圍寬；其中，R為含有烯烴基、炔烴基、烯烴酰胺基或烯烴酯基的基團(tuán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及食品安全領(lǐng)域，更具體地，涉及一種光子晶體傳感材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)丙沙星[1-環(huán)丙基-6-氟-1,4-二氫-4-氧代-7-(哌嗪基)喹諾酮-3-羧酸](Ciprofloxacin，CF)屬于氟喹諾酮類藥物，它是具有廣譜抗菌效果的合成抗生素，其殺菌效果好且廉價，因此成為魚類養(yǎng)殖最常用的抗生素之一。但是CF的大量使用，可導(dǎo)致其在環(huán)境及相關(guān)食品中的大量殘留，特別是在魚養(yǎng)殖水域和魚肉中，這些不僅會促進(jìn)細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生，還會使CF通過食物鏈進(jìn)入人體，危害人們身體健康。因此，迫切需要監(jiān)測CF的殘留，以保障環(huán)境與食品安全。

迄今為止，已經(jīng)有許多方法來監(jiān)測養(yǎng)殖魚水中的CF含量，包括高效液相色譜(HPLC)，熒光光譜，酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)，微生物學(xué)方法，毛細(xì)管電泳和各種分光光度法。但這些方法需要專業(yè)人員操作，而且需要復(fù)雜耗時的預(yù)處理。

光子晶體(PC)，就是將不同介電常數(shù)的介質(zhì)材料在空間內(nèi)按照一定的周期順序進(jìn)行排列后形成具有光波長量級的有序周期性結(jié)構(gòu)材料。光在光子晶體中傳播時，會發(fā)生布拉格衍射，衍射波長遵循如下定律：mλ＝2ndsinθ，正是這種衍射使光子晶體具有獨特的結(jié)構(gòu)色。若光子晶體的晶格參數(shù)發(fā)生改變，則會引起衍射波長的改變，因此，光子晶體作為一種傳感材料，可以實現(xiàn)無試劑、無標(biāo)記快速檢測。

Holtz等人制備了一種能對金屬離子產(chǎn)生響應(yīng)的光子晶體。首先，將帶有冠醚等基團(tuán)的單分散帶電的乳膠顆粒分散在丙烯酰胺類的單體水溶液中，形成高度有序的復(fù)合結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行引發(fā)聚合，最終得到有序結(jié)構(gòu)的膠體陣列。膠體陣列中的冠醚官能團(tuán)選擇性地與金屬離子進(jìn)行螯合，使膠體陣列滲透壓升高，體積溶脹，晶格間距增加，最終使得布拉格衍射峰紅移。該吸附作用是可逆的，將溶脹態(tài)的膠體陣列再次浸入到去離子水中，膠體陣列內(nèi)部滲透壓又會降低，布拉格衍射峰又回復(fù)到原始位置。Asher等人將苯硼酸基團(tuán)引入光子晶體陣列中，用于葡萄糖的檢測。該光子晶體材料能在低離子強(qiáng)度下對多種糖類進(jìn)行響應(yīng)。此外，還有研究者研發(fā)出可對Na⁺、K⁺、Pb²⁺、pH值、溫度、光照、機(jī)械力等產(chǎn)生響應(yīng)的光子晶體。

目前，尚未有檢測環(huán)丙沙星的光子晶體，并且，上述這些光子晶體材料制備工藝復(fù)雜，需要制備微球并將其分散在凝膠里進(jìn)行固定；有的則需要先制備出蛋白石模板，再在模板縫隙中灌入聚合物，再蝕刻掉蛋白石模板。

因此，有必要提供一種檢測環(huán)丙沙星的光子晶體傳感材料的制備方法，同時，克服目前光子晶體材料制備工藝復(fù)雜、制備成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光子晶體傳感材料及其制備方法和應(yīng)用，該光子晶體傳感材料能夠檢測環(huán)丙沙星，并且制備工藝簡單、制備成本低。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種光子晶體傳感材料的制備方法，該制備方法包括：

(1)在惰性氣體存在下，將式I所示化合物、式II所示化合物、水和引發(fā)劑接觸，進(jìn)行無皂乳液聚合反應(yīng)，得到聚合物微球；

其中，R為含有烯烴基、炔烴基、烯烴酰胺基或烯烴酯基的基團(tuán)；