专利名称：电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于仿生^^识另柳电化学传離领域，更确切地说是涉及一种电化学传感
器仿生^HH只别纳米传感M^其制备方法。
背景技术：
^HH只别是指在錢的混合物体系中， 一个^^或iHF片段特异性地识别另一个分 子或^ 片段，并相互结合而形成一个复合物鋼好的5嫁。^^识别的推舱^^(寸 酶、受体、抗体等生物^^的研究中逐歩发展出来的，它普遍存在于各种生命薛力之中， 如抗原与抗体，蛋白质勢敫素、植物凑據素、夕卜源l據素或药物与受体，蛋白酶与蛋白 质底物，蛋白质与核酸之间者瞎在分子识别3im，因此^ 识别对生翻薛力^至关重 要的作用。目前生物分子识别及相关技术，已广泛应用于临床检验、药物分析、新药开 发、基因诊断、癌症治疗以及环境i刊介等领域。作为近年来集高分子合成、分子设计、
分子识别、仿生生物工程等众多学科优势发展起来的分子印迹技术(Molecularly Imprinted Technology ， MIT)，就是从仿生学角度出发，采用AX合成的方法获得在空 间和结合位点上与某Ht定分子(印迹A、子、模板分子)完全匹配，具有特异性结合该 特定^ 的高^^材料，从而实现仿生^T识别，即实现仿生功能。所得到的^ 印迹 聚合物(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)即具有与天然抗体同样的识别性能 与选择性，又具有和高^f同样的高稳定f扱抗恶劣环境的能力，因而广泛卿于仿生 传感器、生物工程、临床医学、环境监测、食品，等众多领域，已乡誠为新世乡撮有 潜力的新材料之一。
目前，将分子印迹聚合物用作传麟的敏感材料/识别单^i专感膜，制刷方生传 ，已经成为^f印迹和像繊领i麟同关心的研究方向，并己经成为共同的研究热 点。具体研究内容是将分子印迹聚合物以膜的形式通i!M当的方式固定在传感器的换能 器表面，然后舰各种电、热、光、质等手段转换成可观瞻号，用于定量分析各种化合 物。在众多传麟中，电化学传繊因具有功箱氏、灵每娘高、稳定可靠、^f只小、检 测速度決、准确、便携、可现场直接检测和连续检测等诸多独特优点，ffl^越受到人们 的普遍重视，已经广泛用于冶金、化工、环保等领域，在各种不同的测量中发挥着自己 独到的作用。现有的常用传感膜劍莫方法如压膜法、旋涂法等，戶賴喊的传感膜的厚度 大多在inm级，严S^影响目标力吁(樹反^ )在传感膜内部的传质被和平衡时间；所 审喊的传感膜容易从传麟的换能器上脱落，影响传繊的稳定性，已经限制了^HF印 迹聚合物仿生传麟的应用与发展。因此，直接在仿生传麟的金属电极的表面合成分 子印遞内米膜(<50nm)，提高目标^T (模板^^)在分子印迹聚合物膜内部的传质 速度，斷氐平衡时间已经成为仿生传^^开究领i驢前沿的热点之一。虽然己有文献报
道采用接枝共聚法在载体表面合成纳米膜(SulitzkyC，RuckertB.,小时all A丄e/"/" Macromdecules, 2002,35:79-91.)，但由于接枝共聚法无法摆脱溶液共聚、形成的膜厚 度不均匀的缺点，使得其一直无法l扩泛i顿。关键是传统方法制得的仿生传感膜，厚 度较大、均匀性较差、厚度不可控(一般达货 级)，并且容易从金属电极表面脱落，严 重影响仿生传 的灵每娘、稳定性以，用范围；新近的表制針布方制M摆脱不了 溶液共聚、形成的膜厚度不均匀等缺点，严動蹄'j了分子印迹聚合物仿生传繊的应用。

发明内容
本发明旨在^f共一种电化学传自仿生分子识别纳米传感膜及其制备方法，提高电 化学传麟的灵鹏、稳定性和应用范围，弥补现有技术的不足。
本发明的技术构思^131将分子印迹技术与可逆加成-断雜连转移自由基聚合反应 相结合，使得在金属电极表面上"生长"出对印迹分子具有仿生^T识别能力的、厚度
可以iW可逆加成-断裂链转移自由錢合反应时间控制的纳米传感膜，作为电化学传感
器臓别器件，而广泛应用于冶金、虹、环保等领域。
因此，本发明的仿生^^识别纳米传感膜，是具有对模板^T专一的仿生iHH賜U 能力的传感膜，其特征在于该传感膜是生成在电化学传繊的金属电极表面上的、厚度
可控的、厚度范围为5 50 nm的膜，厚度仅为纳米级别。
本发明的传感膜的厚度^il过可逆加成-链转移自由基聚合反应时间控制，且与时 间呈线性^t系。戶诚的金属电极是以金或钼为材料的金属电极。
本发明的制备方法是首先在电化学传繊的金属电极表面接上氨基、醇基等活性 基团，将活性基团转化为卣微完作为可逆加成-断裂链转移自由基聚合的链转移剂前体， 在格氏试剂的作用下将劍媳转化为链转移剂，之后在引发剂的作用下，引发可逆加成-断裂链转移自由，合反应(同时发生分子印迹聚合反应)，在金属电极表面生i K^成包 含樹反^^的仿生^f识别纳米传感膜，经模板^^洗脱得到厚度可控的仿生么吁识别 纳米传感膜。
本发明制备的具体方法如下 a.对金属电极表面进行卣4懒性
(1) 将金属电极置于密闭玻璃器皿中，用Piranha溶液(98Q/。貼a,: 30%恥2=7:3， 体积比)在9(TC条件下浸泡5力H中，然后依次用超纯水、无水乙醇淋洗，氮气吹 干；再将金属电极置于另一个密闭玻璃器皿中，在浓度为0.01 10咖ol/L的巯 基化合物的^7夂乙1^容液中浸泡2 48小时，取出用^7K乙瞎彬先干净，氮气 吹干，得到巯割七的金属电极；
(2) 将JlM巯基化的金属电极置于密闭玻璃器皿中，依次加入千燥的二氯甲垸10 100 mL，三乙胺10 500 uL， 二甲基tt卩比啶5 50 mg，冰水浴将反应容^7令 却至0 5。C，得到体系JV; 二溴二甲基丙基酰溴10 500 "L溶于另外10 100mL 千燥的二氯甲烷中，逐滴加入体系sA中；维^^浴^j牛下继续搅拌l 24小时， 之后转为室温搅拌1 48小时；取出金属电极用^7K乙醇許朽先干净，氮气吹干， 得到卣化完衍生化的金属电极；
b.将上述金属电极表面的卣f^转化为链转移剂
将5 50 mL格氏i式剂溶于10 100 mL超干四氢呋喃中，油浴预热至30 60 。C， 逐滴加入千燥二硫化碳100 1000 iiL，维持油浴50。C反应1 24小时；之后加 入战劍 衍生化的金属电极，通氮气10力H中，之后氮气《斜户下50 。C油浴反 应1 48小时；反应结束后金属电极依7細四氢呋喃，甲醇，丙酮各洗涤3次， 60。C真空千燥，得到链转移剂衍生化的金属电极；
c. 再对上述表面为链转移剂的金属电t腿行^f印迹聚合反应
(1) 密闭玻璃器皿中加A^孔剂，依次加入功能单体、模板分子、交联剂，搅拌使之完
全溶解，得到透明状溶液B;加入J^!已经链转移齐術生化的金属电极；
(2) 在另外一个密闭玻璃器皿中将弓1发齐咖入致 L剂中搅拌使之完全溶解，然后加入
上述溶液B并混合均匀，得到溶液C;
(3) 将上述溶液C通氮气1 60^H中，除去 7尺分；然后将密闭玻璃器皿置于50 12(TC的油浴中，搅拌反应1 72小时；ffli!J空制时间长短可以在金属电极表面上 得到厚度范围为5 50 nm的含有樹反^^的仿生^T识别纳米传感膜；
d. 最后划兑仿生^T识别纳米传感膜中的模板^ 将上述制备的含有樹反^T的仿生^T识别纳米传感膜的金属电极，用力K乙醇淋 洗干净;然后用乙,甲醇体积比为10/1 1/10的混合溶液浸泡，振荡1 72小时； 滤去浸泡液后用甲醇反复洗涤直至中性，然后于50 12(TC，用真空千燥箱烘至恒 重，最后得到表面仿生^HH只别纳米传感膜衍生化的金属电极，即在金属电极表面 得到仿生^f识别纳米传感膜。其中上述的
金属电极为以金、铂等为材料的电极；
巯基化合物2-巯基乙醇、2-巯基乙胺、2-巯基丙醇、2-巯基丙胺、巯基正十一醇、
巯基正十一胺； 格氏试剂为苯基溴化镁(PMB)、苯基氯化镁(PMC); ,连转移剂为二硫代苯甲酸酯等二硫代酯类化合物；
致孔剂为苯及其衍生物、卣代甲垸、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、 二甲
亚砜(DMSO)、乙腈； 微好为錢te其衍生物、手性化合物、药物、农药等化合物； 功能单体为丙烯酸以及其酯类、乙烯基吡啶类；
交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、 二乙烯基苯(DVB); 引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)等偶 引发剂。
本发明的电化学传繊仿生^T识别纳米传感膜结合了iH"印迹聚合物仿生专一 识别性，可逆加成-断裂链转移自由基聚合技术的可控性双重特性，直接在金属电极的 表面合成分子印遞内米传感膜，使衞专感膜的厚度达到nm^及别，本发明制得的传 灵 高、稳定舰，将广泛的应用在冶金、虹、环保等相关领域。
具体实施例方式
本发明的仿生分子识别纳米传感膜，是具有对模板^T专一的仿生^f识别能力的传感膜，^ft征在于该传感膜是生成在电化学传殿站勺金属电极表面上的、厚度B了控的、 厚度范围为5 50 nm的膜，厚度仅为纳3^及别。
戶;M的传感膜的厚度^i3i可逆加成-链转移自由 合反应时间控制，且与时间
呈线性关系。所述的金属电极是以金或铂为材料的金属电极。 本发明制备的具体方法以如下的四个实施例进一與羊细说明
a. 首叙寸金属电极表面进行卣似完衍生
(1)将金属电极置于密闭玻璃器皿中，用Piranha溶液(98 % H2S04: 30 %恥2=7 : 3， 体积比)在90 。C劍牛下浸泡5^H中，依次用超纯水、^7K乙酔彬先，氮气吹干；再将 金属电极置于另一^^密闭玻璃器皿中，在浓度为O. 1 raraol/L的2-巯基乙醇的无水乙醇 溶液中浸泡48小时，取出用^7jC乙瞎彬先干净，氮气吹干，得至(疏基化的金属电极； (2)将战巯對七的金属电极置于密闭玻璃器皿中，依次加入千燥的二氯甲烷IO mL， 三乙胺IO ii L， 二甲基氨基吡啶5mg，冰水浴将反应容fl7賴口至0 5 °C，得到体劍； 二溴二甲基丙基酰溴IO "溶于另外IO mL千燥的二氯甲烷中，逐滴加入体劍中；维 持冰浴剝牛下继续搅拌2小时，之后转为室温搅t和小时；取出金属电极用:feK乙醇淋 洗干净，氮气吹干，得到卣4娥衍生化的金属电极；
b. 将Jl^金属电极表面的卣微完转化为链转移剂
将5 mL格氏试剂溶于IO mL超干四氢呋喃中，油浴预热至40 。C，逐滴加入千燥 二硫化碳100uL，维持油浴5(TC反应2小时；之后加入链转移剂前術行生化的 金属电极，通氮气10^l中，之后氮气f斜户下50。C油浴反应6小时；反应结束后 金属电极依Z細四氢呋喃，甲醇，丙酮各洗涤3次，60。C真空千燥，得至幡转移 齐膀性化的金属电极；
c. 对上述表面为链转移剂的金属电极进行分子印迹聚合反应
(1) 密闭玻璃器皿中加AJ好L剂四氢呋喃20 mL，依次加入功旨g单体甲基丙烯酸1 ramol、 模板^^茶碱20mg、交联剂EGDMA 5咖ol，搅拌使之完全溶解，得到透明状溶液 A;力口入已经链转移齐断生化的金属电极；
(2) 在另外一个密闭玻璃器皿中将弓拨剂AI肌加AI好L剂四氢呋喃中搅拌使之完全 溶解，然后加入溶液A并混合均匀，得到溶液B;
(3) 溶液B通氮气10力H中，除去W;K分；然后密闭玻璃器皿置于6(TC的油浴中，搅 拌反应6小时；在金属电极表面得到含有模板^T的仿生^HH照嗍米传感膨
d. 洗脱仿生針识别纳米传感膜中的微好 将战制备的含有I嫌^T的仿生^HH只别纳米传感膜衍生化的金属电极，用^/Jc 乙醇漸5fe^净；然后用乙^/甲醇体积比为10/1的混合溶液浸泡，振荡l小时；滤 去浸泡液后用甲醇反复洗涤直至中性，然后于5(TC，用真空千燥箱烘至叵重，得到 仿生^^i顿J纳米传感膜衍生化的金属电极，即在电化学传麟的金属电极表面得
到仿生^HH只别纳米传感膜。
戶賴l腐的金属电极表面仿生針识别纳米传感膜衍生化的电化学传厂繊，传感膜为对茶
減具有仿生好识别能力的纳米传感膜，其尺寸厚度控制在1. 8 nm ;对茶碱的识别下 线(检测线)为3nmol/L，线性范围为10 500 nmol/L;以咖啡因为对比分子，其对茶 碱的分离因子为6. 92。
a. 对电极表面进行卣^^衍生
(1)将金属电极置于密闭玻璃器皿中，用Piranha溶液(98 % H2S0,1: 30 °/。恥2=7 : 3， 体积比)在90 。C条件下浸泡56H中，依次用超纯水、无水乙醇淋^先，氮气吹干；然后 将金属电极置于另一个密闭玻璃器皿中，在浓度为l mmol/L的2-巯基乙胺的无水乙醇 溶液中浸泡24小时，取出用^7K乙瞎彬先千净，氮气吹干，得到巯基化的金属电极； (2)将战巯基化的金属电极置于密闭玻璃器皿中，依次加入千燥的二氯甲惚0 mL， 三乙胺20 u L， 二甲基氨基吡啶10mg，冰水浴将反应容Hy令却至0 5 °C，得至lj体系 A; 二溴二甲基丙基酰溴20 "溶于另外20 mL千燥的二氯甲烷中，逐滴加入体^A中； 维持冰浴斜牛下继续搅^6小时，之后转为室温搅拌12小时；取出金属电极用无水乙 醇術先干净，氮气吹干，得到卣代烷衍生化的金属电极；
b. 将上述金属电极表面的囱fm转化为纟连转移剂
将10 mL格氏试剂溶于20 mL超干四氢呋喃中，油浴预热至50 。C，逐滴加入千燥 二硫化碳200 yL，维持油浴5(TC反应6小时；之后加入链转移剂前体衍生化的 金属电极，通氮气10^^中，之后氮气保护下50 。C油浴反应12小时；反应结束 后金属电极依7細四氢呋P南，甲醇，丙酮各洗涤3次，60。C真空千燥，得到链转 移剂衍生化的金属电极；
c. 对JJ^表面为链转移齐啲金属电t腿行5H^卩迹聚合反应
(1) 密闭玻璃器皿中加A5好L剂二氯甲烷20 mL，依次加入功育g单体4-乙烯基口比啶1 咖ol、 tlfe^ 咖啡因20mg、交联剂交联剂DVB 5咖ol，搅拌使之完全溶解，得 至隨明状溶液A;力口入已经链转移齐衞生化的金属电极；
(2) 在另外一个密闭班离器皿中将引发剂AIBN，加/J好L剂二氯甲烷中!微半使之完全 溶解，然后加入溶液A并混合均匀，得到溶液B;
(3) 溶液B通氮气20么H中，除去tt7jC分；然后密闭玻璃器皿置于6(TC的油浴中，搅 拌反应12小时，在金属电极表面得到含有模板分子的仿生^^识别纳米传感腺
d. 洗脱仿生^HH只别纳米传感膜中的樹反^^ 将制备的含有模板^^的仿生分子识别纳米传感膜的金属电极，用^^乙醇漸先
干净；然后用乙^/甲醇体积比为lA的混合溶液'浸泡，振荡5小时；滤去浸泡液 后用甲醇反复洗涤直至中性，然后于6(TC，用真空千燥箱烘至恒重，得到仿生分 子识别纳米传感膜衍生化的金属电极，即在电化学传感器的金属电极表面得妾柳生 ^HH只别纳米传感膜。
所制得的金属电极表面仿生^T识另嗍米传感膜衍生化的电化学传繊，传感膜为 X寸咖啡因具有仿生^HH只另脂g力的纳米传感膜，其尺寸厚度控制在6 nm ;对茶碱的识别下线(检测线)为1. 5 nmol/L，线性范围为5 500 nmol/L;以茶碱为对比分子，其 对咖啡因的分离因子为7. 38。
a. 对金属电极表面进行劍懒性
(1) 将金属电极置于密闭玻璃器皿中，用Piranha溶液(98 %貼0" 30 % H202=7 : 3， 体积比)在90 。C条件下浸泡55H中，依次用超纯水、无水乙醇淋洗，氮气吹干；然后 将金属电极置于另一密闭玻璃器皿中，在浓度为5 mmol/L的巯基正十一醇的无水乙醇 溶液中浸泡12小时，取出用^/K乙瞎彬先干净，氮气吹干，得到巯基化的金属电极;
(2) 将上述巯基化的金属电极置于密闭玻璃器皿中，依7効n入千燥的二氯甲烷50mL， 三乙月叙OO wL， 二甲基氨基卩比啶20 mg，冰水浴将鹏容^I7令却至0 5 。C，得至lj体 茅JV; 二溴二甲基丙基酰溴200 HL溶于另外50 mL千燥的二氯甲烷中，逐滴加入体系JV 中；维t教水浴条件下继续搅拌12小时，之后转为室温搅拌24小时；取出金属电极用无 水乙醇滩先干净，氮气吹干，得到劍饭衍生化的金属电极；
b. 将上M属电极表面的齒f^芫转化为链转移剂
将20 mL格氏试剂溶于50 mL超干四氢呋喃中，油、浴预热至50 0 C，逐滴加入千燥 二硫化碳500 UL，维持油浴50 。C反应12小时；之后加入链转移剂前j林f生化 的金属电极，通氮气10 5H中，之后氮气保护下50 ^C油浴反应24小时；反应结 束后金属电极依次用四氢呋喃，甲醇，丙酮各洗涤3次，6(TC真空千燥，得至赔 转移齐附生化的金属电棍
c. 对J^表面为链转移齐啲金属电极謝T^ 印迹聚合反应
(1) 密闭玻璃器皿中加AI好L剂乙腈40mL，依次加入功能单体4-乙烯基吡啶lmmo1、 ,好4，4'-DDT50mg、交联剂交联剂EGDMA 5腿ol，搅拌使之完全溶解， 得到透明状溶液A;加入已经链转移剂衍生化的金属电极；
(2) 在另外一个密闭玻璃器皿中将引发剂AIBN，加A^孔剂乙腈中搅拌使之完全溶解， 然后加入溶液A并混合均匀，得到溶液B;
(3) 溶液B通氮气30 5H中，除去 ^分；然后密闭玻璃器皿置于5(TC的油浴中，搅 拌反应48小时，在金属电极表面得到含有樹及^f的仿生^HH只另嗍米传感膜；
d. 洗脱仿生^^识别纳米传感膜中的tlfe^ 将制备的含有模板5H^的仿生分子识另嗍米传感膜衍生化的金属电极，用力k乙
醇滩先干净；然后用乙斷甲醇体积比为l/5的混合溶液浸泡，振荡10小时；滤去浸 泡液后用甲醇反复洗涤直至中性，然后于6(TC，用真空千燥箱烘至叵重，得到仿生 ^f识别纳米传感膜衍生化的金属电极，即在电化学传感器的金属电极表面得到仿生 針识别纳米传感膜。 戶賴i掃的鍋电极表面仿生^HH照嗍米传感膜衍生化的电化学传感器，传感膜为 对4,4'-DDT具有仿生^HH只另脂g力的纳米传感膜，其尺寸厚度控制在15 nm ;对 4,4'-DDT的识别下线(检测线)为1 nmol/L，线性范围为5 500皿ol/L;以2，4'-DDT
为对比6吁，其对4,4'-DDT的分离因子为4. 16。
a. 对金属电极表面进行卤f^完衍生
(1)将金属电极置于密闭玻璃器皿中，用Piranha溶液(98 % H2S04: 30 %恥2=7 : 3， ^f只比)在90 。C^[牛下浸泡5^H中，依次用超纯水、^7jl乙瞎彬先，氮气吹干；然后 将金属电极置于另一密闭玻璃器皿中，在浓度为IO鹏ol/L的巯基正十一胺的^7jC乙 醇溶液中浸泡6小时，取出用形K乙瞎彬先干净，氮气吹干，得至疏基化的金属电极; (2)将±^^基化的金属电极置于密闭玻璃器皿中，依次加入千燥的二氯甲烷100mL， 三乙胺500 uL， 二甲基氨基批啶50 mg，冰7乂浴将反应容^7令却至0 5 °C，得到体 系JV; 二溴二甲基丙基酰溴500 uL溶于另外lOO mL干燥的二氯甲烷中，逐滴加入体系 A中；维掛水浴割牛下继续搅拌24小时，之后转为室温搅#48小时；取出金属电极用 无水乙醇钟朽先干净，氮气吹干，得到卤代烷衍生化的金属电极；
b. 将，金属电极表面的卣f^转化为链转移剂
将50 mL格氏试剂溶于IOO mL超干四氢呋喃中，油浴预热至60 。C，逐滴加入干 燥二硫化碳1000 n L，维持油浴50。C反应24小时；之后加入链转移剂前4桐行生 化的金属电极，通氮气10^l中，之后氮气保护下50 。C油浴反应48小时；反应 结束后鍋电极依7細四氢呋喃，甲醇，丙酮各洗涤3次，60。C真空千燥，得到 链转移剂衍生化的金属电极；
c. 对上述表面为链转移齐啲金属电极进行^T印迹聚合反应
(1) 密闭玻璃器皿中加AE孔剂甲苯40mL，依次加入功能单体4-乙烯基吡啶lmmo1、 模板分子3-氯酚20mg、交联剂交联剂EGDMA5mmo1，搅拌使之完全溶解，得到透 明状溶液A;加入已经链转移齐吸性化的金属电极；
(2) 在另外一个密闭玻璃器皿中将引发剂AIBN，加AI好L齐,苯中搅拌使之完全溶解， 然后加入溶液A并混合均匀，得到溶液B;
(3) 溶液B通氮气60iH中，除去 水分；然后密闭玻璃器皿置于IO(TC的油浴中， 搅拌反应72小时，在金属电极表面得到含有樹反^f的仿生^ 识别纳米传感膜;
d. 洗脱仿生^ 识别纳米传感膜中的樹反^ 将制备的含有樹反^^的仿生^HH只别纳米传感膜衍生化的鍋电极，用力K乙
瞎彬先干净；然后用乙M/甲醇体积比为1/10的混合溶液^t泡，振荡12小时；滤去 浸泡液后用甲醇反复洗涤直至中性，然后于6(TC，用真空^^燥箱烘至恒重，得到仿 生^HHR别纳米传感膜衍生化的金属电极，即在电化学传繊的金属电极表面得到 仿生^T识别纳米传感膜。
戶賴ij得的金属电极表面仿生^ 识别纳米传感膜衍生化的电化学传麟，传感膜 为对3-氯酚具有仿生^HH只别能力的纳米传感膜，其尺寸厚度控审赃26nm ;对3-氯酚的识别下线(检测线)为0.6nmol/L，线性范围为3 500 nmol/L;以5_氯酚 为对比分子，其对3-氯酚的分离因子为8.23。
权利要求
1.一种电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜，是具有对模板分子专一的仿生分子识别能力的传感膜，其特征在于该传感膜是生成在电化学传感器的金属电极表面上的、厚度可控的、厚度范围为5～50nm的膜。
2. 如权利要求1所述的电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜，其特征 在于所述的金属电极是以金或铂为材料的金属电极。
3. 如权利要求1所述的电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜，其特征 在于传感膜的厚度是通过可逆加成-链转移自由基聚合反应时间控制，且与 时间呈线性关系。
4. 一种电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜的制备方法，包括以下a-d 步骤a. 对金属电极表面进行卤代垸衍生(1) 将金属电极置于密闭玻璃器皿中，用Piranha溶液(98。/。H2S04: 30 o/o Ha02 = 7 : 3，体积比)在90 。C条件下浸泡5分钟，然后依次用超纯 水、无水乙醇淋洗，氮气吹干；再将金属电极置于另一个密闭玻璃 器皿中，在浓度为O. 01 10mmol/L的巯基化合物的无水乙醇溶液中 浸泡2 48小时，取出用无水乙醇淋洗干净，氮气吹干，得到巯基 化的金属电极；(2) 将上述巯基化的金属电极置于密闭玻璃器皿中，依次加入干燥的 二氯甲烷10 100 mL，三乙胺10 500 y L， 二甲基氨基吡啶5 50 mg，冰水浴将反应容器冷却至0 5 °C，得到体系A; 二溴二甲基丙 基酰溴10 500 u L溶于另外10 100 mL干燥的二氯甲垸中，逐滴加 入体系A中；维持冰浴条件下继续搅拌1 24小时，之后转为室温搅 拌1 48小时；取出金属电极用无水乙醇淋洗干净，氮气吹干，得到 卤代烷衍生化的金属电极；b. 将上述金属电极表面的卤代垸转化为链转移剂将5 50 mL格氏试剂溶于10 100 mL超干四氢呋喃中，油浴预热 —至30二60。C，逐滴加入干燥二硫化碳100 10丽y L，维持油浴50 。C反应l 24小时；之后加入上述卤代烷衍生化的金属电极，通氮气10分钟，之后氮气保护下50 。C油浴反应1 48小时；反应结束后金属电极依次用四氢呋喃，甲醇，丙酮各洗涤3次，6(TC真空干 燥，得到链转移剂衍生化的金属电极； C.对上述表面为链转移剂的金属电极进行分子印迹聚合反应(1) 密闭玻璃器皿中加入致孔剂，依次加入功能单体、模板分子、交联剂，搅拌使之完全溶解，得到透明状溶液B;加入上述已经链转移剂衍生 化的金属电极；(2) 在另外一个密闭玻璃器皿中将引发剂加入致孔剂中搅拌使之完全溶解，然后加入上述溶液B并混合均匀，得到溶液C;(3) 将上述溶液C通氮气1 60分钟，除去氧及水分；然后将密闭玻璃 器皿置于50 12(TC的油浴中，搅拌反应1 72小时；通过控制时间 长短可以在金属电极表面上得到厚度范围为5 50 nm的含有模板分 子的仿生分子识别纳米传感膜；d.最后洗脱仿生分子识别纳米传感膜中的模板分子将上述制备的含有模板分子的仿生分子识别纳米传感膜的金属电极， 用无水乙醇淋洗干净；然后用乙酸/甲醇体积比为10/1 1/10的混合溶液 浸泡，振荡1 72小时；滤去浸泡液后用甲醇反复洗涤直至中性，然后于 50 120°C，用真空干燥箱烘至恒重，最后得到表面仿生分子识别纳米传感 膜衍生化的金属电极，即在金属电极表面得到仿生分子识别纳米传感膜。
5. 如权利要求1或4所述的电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜，其特 征在于所述的模板分子是茶碱、咖啡因、氯酚或者DDT分子的其中之一。
6. 如权利要求4所述的电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜，其特征在 于所述的链转移剂是二硫代苯甲酸酯。
7. 电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜应用于电化学传感器的金属电极 表面上。
全文摘要
本发明涉及一种电化学传感器仿生分子识别纳米传感膜及其制备方法。是具有对模板分子专一的仿生分子识别能力的传感膜，其特征在于该传感膜是生成在电化学传感器的金属电极表面上的、厚度可控的、厚度范围为5～50纳米的膜，其传感膜的厚度是通过可逆加成-链转移自由基聚合反应时间控制，且与时间呈线性关系。其金属电极是以金或铂为材料。制备方法首先对金属电极表面进行卤代烷衍生，再对上述表面为链转移剂的金属电极进行分子印迹聚合反应，对上述表面为链转移剂的金属电极进行分子印迹聚合反应，最后洗脱仿生分子识别纳米传感膜中的模板分子即得。本发明制得的传感器灵敏度高、稳定性好，将广泛应用在冶金、化工、环保等相关领域。
文档编号G01N27/30GK101196486SQ20071011583
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者周文辉, 尹晓斐, 永 李, 杨黄浩, 王小如, 郭秀春, 黎先春 申请人:国家海洋局第一海洋研究所