[發明專利]一種咖啡因分子的檢測方法

有效

• 申請號: 202010758910.1
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111982833B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 郭明;靳秀一;姜嵐;馬少敏;魏桓
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/47
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李楠

本發明涉及一種咖啡因分子的檢測方法，屬于光子晶體和分子印跡技術領域。本發明的技術方案主要包括：制備咖啡因分子印跡聚合物前驅液、制備基于一維光子晶體結構咖啡因分子印跡聚合物膜、制備咖啡因分子印跡膜、確定線性方程、測定樣品中咖啡因含量。本發明所用的制備方法與傳統的分子印跡制備方法相比，結合了一維光子晶體結構，且將分子印跡與光子晶體技術相結合制備的薄膜在進行實際應用時操作簡單且重復性良好。

技術領域

本發明涉及一種咖啡因分子的檢測方法，具體涉及光子晶體與分子印跡技術領域。

背景技術

咖啡因又稱咖啡堿，是一種黃嘌呤生物堿化合物，具有興奮中樞神經的作用，普遍存在于咖啡、茶葉等食品中。隨著社會的發展食品添加劑也在更廣泛的被人類應用于食品中，咖啡因也被當作食品添加劑常添加于能量型飲料以及軟飲料中。但是如果長期攝取大劑量咖啡因會使人成癮，因此對咖啡因含量快速高效檢測具有重要意義,常規檢測咖啡因采用色譜法，但色譜法需要大型儀器，無法現場檢測，且樣品前處理繁瑣，檢測時間較長。

發明內容

本發明的目的是通過復制一維光子晶體結構制備具有一維光子晶體結構的咖啡因分子印跡聚合物膜。本發明制備的具有一維光子晶體結構的咖啡因分子印跡聚合物膜易于攜帶和檢測，制備時間短，制備過程簡單，且可以對咖啡因分子專一性識別，價值高，應用前景較好。

檢測原理為：當白色入射光照射在傳感器表面時，反射光的波長符合光柵方程：mλ＝d(sinθ₁+θ_D)，其中m為衍射級數，λ為衍射光波長，θ₁為光源入射角；θ_D為反射角；d為光柵周期。

當分子印跡膜與咖啡因分子結合時，會引起膜上面的臺階高度的改變，從而影響反射光譜的反射率，反射率的變化隨濃度的變化呈線性關系，從而檢測樣品分子濃度。

本發明的技術方案如下：一種咖啡因分子的檢測方法，包括如下步驟：

(1)制備咖啡因分子印跡聚合物前驅液：將模板分子咖啡因、雙單體甲基丙烯酸和丙烯酰胺、交聯劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯加入到甲醇溶液中，攪拌至混合均勻；再加入光引發劑2959，氮氣除氧，即可得到前驅液；

(2)制備基于一維光子晶體結構咖啡因分子印跡聚合物膜：在清潔的玻璃片上滴加步驟(1)制備得到的前驅液，將一維光子晶體模板覆蓋在前驅液上使前驅液鋪滿光子晶體模板，置于紫外燈下照射引發聚合，待聚合完全后揭下膜；

(3)制備咖啡因分子印跡膜：用甲醇/乙酸溶液作為洗脫液洗脫模板分子，則得到咖啡因分子印跡膜；

(4)確定線性方程：將步驟(3)制備得到的咖啡因分子印跡膜置于咖啡因溶液中，取出后用光譜儀測定不同濃度時分子印跡膜的反射光譜；

-logC＝R/5.15-8.12；

其中：C為待測咖啡因濃度，R為最大反射光譜波長處的反射強度；

(5)測定樣品中咖啡因含量：將咖啡因分子印跡膜置于待測溶液中得到峰強度，根據線性方程計算咖啡因濃度。

光子晶體結構是指由不同折射率的電介質材料空間周期性排列組成的結構，這種特殊的周期性結構與光具有獨特的相互作用，在特定的波長處能夠提供高效率的反射。一維光子晶體是光子晶體最基本的構型，在布拉格光纖光柵、半導體激光器及平面反射鏡等方面得到了廣泛的應用。分子印記是通過在本體聚合反應中加入所需要的模板分子，當聚合物成膜后再完全的去除膜中的模板分子，此時聚合物薄膜中就會包含許多印跡腔，該印跡腔能夠與模板分子特異性匹配從而產生印跡效果的一種制備方法。分子印跡聚合物由于其具有模擬特定識別能力，已被用作生物傳感器中的新型傳感元件與電化學、表面等離子體、共振光譜和光致電子轉移等不同類型的傳感器相結合。

本發明的有益效果如下：