基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法

本发明涉及固相萃取柱的制备，尤其涉及一种基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法。

背景技术：

1、甾体类性激素是一类含有甾体结构的激素类药物，该类激素性质稳定，通过食物链进入人体后，会对人体产生致癌、损伤生殖功能、导致神经系统和免疫系统功能紊乱等严重危害，动物源性食品中残留的痕量甾体类性激素对人体健康构成了潜在风险。目前对于动物源性食品中残留的痕量甾体类性激素的检测方法包括：液相色谱法与液相色谱串联质谱法等。上述方法需要大型分析仪器设备、样品前处理耗时、分析周期较长，尚不能满足大批量动物源性食品中残留痕量甾体类性激素的快速检测需求。鉴于此，开发一种用于动物源性食品中残留痕量甾体类性激素的快速检测方法对于动物源性食品中残留痕量甾体类性激素日常监测具有重大现实意义。

2、可视化快速检测技术是以各种反应引起的颜色变化为基础，以裸眼观察反应体系的颜色变化进而对分析物进行分析的技术。目前，基于纳米酶的可视化比色分析是可视化快速检测技术的研究热点之一。然而，纳米酶自身并无光吸收特性，需要在引入氧化剂的前提下，再引入显色底物后作为催化剂的催化底物反应而发生颜色变化，且其显色时效性差，极大限制了该技术的进一步应用。刺激响应材料能够在ph值、光、湿度与温度等外部刺激下显示出物理或化学性质的可逆变化。其中，共价有机框架材料作为一类具有二维或三维结构的刺激响应材料，在传感器应用、催化和储能等领域应用广泛，因其具有外部刺激和活性位点之间展现的高效能量传递性能，以及清晰的结构-性能关系，有望作为开发酸致变色系统的理想材料，并应用于可视化快速检测技术。

3、理论上，一方面可通过设计相应骨架结构，进而实现共价有机框架材料的酸致变色特性。另一方面，通过向共价有机框架材料的孔洞中添加特定的客体分子，组成掺杂体系，实现酸致变色共价有机框架材料的可逆变色性能。然而，酸致变色共价有机框架材料尚不具备对目标分析物的高选择性，并严重制约着其在可视化快速检测技术中的进一步应用。分子印迹技术制备得到的分子印迹聚合物可以模拟“抗原-抗体”间的分子识别作用，其内部的分子印迹孔穴不仅对模板分子具有优良的结合性能，而且具有特异的识别选择性。采用分子印迹技术将其特有的高选择性与酸致变色共价有机框架复合材料结合起来，有望制备对甾类性激素具有特异性识别响应的可视化比色分析传感器。鉴于此，开发一种兼具分子印迹聚合物特异识别性能与酸致变色共价有机框架复合材料可逆变色性能的酸致变色分子印迹共价有机框架复合材料，将其作为固相萃取柱的填料用于动物源性食品中残留痕量甾类性激素的快速可视化比色分析具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法。本发明制备工艺简单、基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的固相萃取柱对痕量甾类性激素的选择性高、吸附容量大、可实现动物源性食品中残留痕量甾类性激素的快速可视化分析检测。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将40～100mg基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料与2～10ml分散液混合，其中所述分散液中氯仿和异丙醇的体积比为1:9，玻璃棒搅拌至分散均匀，移至聚丙烯材质的固相萃取小柱中，两端用筛板封堵；

4、(2)将160～400mg传统固相萃取填料与2～10ml分散液混合，其中所述分散液中氯仿和异丙醇的体积比为1:9，玻璃棒搅拌至分散均匀，移至步骤(1)的固相萃取小柱中，顶端用筛板封堵，然后用20～100ml甲醇上柱清洗；

5、(3)将步骤(2)的固相萃取小柱用惰性气体吹扫除去残留的有机溶剂，然后40℃真空干燥24小时，制得基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱。

6、进一步地，所述基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料通过以下步骤制备得到：

7、(1.1)将60mg 3,5-二甲酰基苯基硼酸、30mg 1,3,5-三(4-氨苯基)苯、5ml0.6mol/l三氟甲酸水溶液、3ml邻二甲苯、0.5ml丙酮与甾类性激素模板分子加入高压反应釜中，超声分散10min至分散均匀，升温至120℃，反应72h后冷却至30℃，用超纯水洗涤数次至ph为7.0；

8、(1.2)将步骤(1)所得产物采用甲醇超声洗涤数次至模板分子不被检出，60℃真空干燥24小时，制得具有可逆变色性能的酸致变色分子印迹共价有机框架复合材料。

9、进一步地，所述甾类性激素模板分子为睾酮、去氢表雄酮、雌二醇、雌三醇、20α-羟孕酮与17α-羟孕酮中的至少一种。

10、进一步地，所述传统固相萃取填料为八烷基硅烷键合硅胶(c8)、中性氧化铝和n-丙基乙二胺固相吸附剂(psa)中的至少一种。

11、优选地，传统固相萃取填料为c8。

12、进一步地，所述步骤(2)中，所述基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料与传统固相萃取填料的质量比为1:4～1:10。

13、本发明的有益效果是，本发明具有制备工艺简单、对甾类性激素的选择性高、吸附容量大、可实现动物源性食品中残留痕量甾类性激素的快速可视化分析检测等优点，能够实现动物源性食品中残留痕量甾类性激素的快速可视化分析检测。

技术特征：

1.一种基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，其特征在于，所述基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料通过以下步骤制备得到：

3.根据权利要求2所述的基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，其特征在于，所述甾类性激素模板分子为睾酮、去氢表雄酮、雌二醇、雌三醇、20α-羟孕酮与17α-羟孕酮中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，其特征在于，所述传统固相萃取填料为八烷基硅烷键合硅胶、中性氧化铝和n-丙基乙二胺固相吸附剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，其特征在于，所述传统固相萃取填料为八烷基硅烷键合硅胶。

6.根据权利要求1所述的基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料与传统固相萃取填料的质量比为1:4～1:10。

技术总结本发明公开了一种基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料的可视化固相萃取柱的制备方法，该方法依次将40～100mg基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料与160～400mg传统固相萃取填料分别与2～10mL分散液混合，其中分散液中氯仿和异丙醇的体积比为1:9，依次移入固相萃取空柱中，并用筛板封堵两端，再用甲醇冲洗，并用惰性气体吹扫除去残余有机溶剂，干燥后即可得到。本发明制备工艺简单，成本低廉，得到的基于酸致变色的分子印迹共价有机框架复合材料固相萃取柱分布均匀，性质稳定；对样品中残留的痕量甾类性激素的选择性高、吸附容量大、可实现对动物源性食品样品中残留痕量甾类性激素的快速可视化分析检测。技术研发人员：赵永纲,盛华栋,张水锋,雷超,叶明立受保护的技术使用者：浙江树人学院技术研发日：技术公布日：2024/7/23