專利名稱：一種三聚氰胺的可視化檢測水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三聚氰胺可視化檢測材料及其制備方法。通過制備一種分子印跡水凝膠，能響應(yīng)環(huán)境中的三聚氰胺分子而產(chǎn)生形變。具體的說，本發(fā)明涉及利用分子印跡技術(shù)，制備對三聚氰胺敏感的印跡水凝膠，再將敏感印跡水凝膠和非敏感水凝膠形成雙膠，即得一種可視化水凝膠。再對樣品進行簡單的預(yù)處理，就可以通過這種可視化水凝膠的形變來判斷樣品中是否存在三聚氰胺。本發(fā)明屬于可視化分析的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三聚氰胺(英文名Melamine),是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物，重要的氮雜環(huán)有機化工原料。由于食品和飼料工業(yè)蛋白質(zhì)含量測試方法的缺陷，三聚氰胺常被不法商人用作食品添加劑，以提升食品檢測中的蛋白質(zhì)含量指標(biāo)，因此三聚氰胺也被人稱為"蛋白精"。
現(xiàn)有的三聚氰胺的檢測方法都是基于色譜的檢測，尤其是高效液相色譜，成本較高，難以推廣至質(zhì)檢和質(zhì)控的基層部門及生產(chǎn)者和消費者個人的使用。
分子印跡技術(shù)(molecularly imprinted technique，MIT)是模擬酶與底物、抗體與抗原等生物界所存在的分子特異性識別作用，以目標(biāo)分子為模板合成印跡聚合物的技術(shù)。用這種方法合成的印跡聚合物(molecularly imprintedpolymer，MIP)對印跡分子具有專一識別性。目前，分子印跡技術(shù)已被應(yīng)用于手性化合物的拆分(chiral separation)、固相萃取(solid-phase extraction, SPE)、抗體模擬(antibody mimics)、酶催化模擬(enzyme mimics)以及控釋藥物(controlled release dmgs)等領(lǐng)域，也應(yīng)用于環(huán)境、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的分析如f#感器(biomimeticsensor)等 (US2008179191-A1 ， us—20080179191—A1 ，
WO—2008045596—A2)。
分子印跡聚合物制備的一般步驟如下首先使模板分子與功能單體之間通過共價鍵、非共價或其他作用結(jié)合形成主客體配合物(Host-guest complex);然后加入交聯(lián)單體(cross-linker)，在引發(fā)劑、熱或光引發(fā)下，在模板分子——功能單體配合物周圍產(chǎn)生聚合反應(yīng)，聚合物將模板分子和單體的配合物捕獲到聚合物的立體結(jié)構(gòu)中；最后將聚合物中的模板分子洗脫(elution)或解離(dissociation)出來，在聚合物中便留下了可識別模板分子的"印跡孔穴"。
水凝膠是一類親水的高分子聚合物，已應(yīng)用于模板印跡，組織修復(fù)，藥物緩釋等應(yīng)用研究。具有一定的生物相容性，能夠響應(yīng)滲透壓的改變而膨脹或收縮，也具有記憶功能，具有能夠復(fù)制聚合前的環(huán)境形貌等性質(zhì)，因此水凝膠應(yīng)用于傳感研究，AsherSA等將膠體晶體固定于水凝膠中，再在水凝膠上嫁接特異性識別分子，用于分析(US2002031841-A1 ， W09841859-A，W09819787-A)。
例如聚丙烯酰胺水凝膠，在堿性條件下，將酰胺基水解成羧基團_一可以感應(yīng)環(huán)境中pH值得變化而發(fā)生體積的變化，在水凝膠中固定上印跡分子后，水凝膠可以響應(yīng)含有這種特定分子的環(huán)境。但是這些響應(yīng)的體積變化肉眼難以分辨。
本發(fā)明將三聚氰胺分子作為印跡分子合成印跡水凝膠，制作出可視化雙層水凝膠。能響應(yīng)三聚氰胺發(fā)生可視化的形變，成為一種成本低，速度快，易于推廣的檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種肉眼可辨形變的三聚氰胺的可視化檢測水凝膠及其制備方法，具有檢測速度快的優(yōu)點。技術(shù)方案本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的一種三聚氰胺的可視化檢測水凝膠，為相疊合的雙層水凝膠，且所述的雙層水凝膠由一層分子印跡技術(shù)制備的敏感水凝膠和一層非敏感水凝膠粘合在一起構(gòu)成。
本發(fā)明所述的三聚氰胺的可視化檢測水凝膠的制備方法步驟1)將水凝膠的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑按摩爾比為100 10: 100 0.1: 10 0.1的比例溶于水中，得到非敏感水凝膠聚合液，水凝膠的單體、交聯(lián)劑及引發(fā)劑的總重量與所得非敏感水凝膠聚合液的體積之比為2 25:50 (W/V,克/毫升)，再將非敏感水凝膠聚合液加到夾條厚度為25 1000pm的兩層玻璃的模具中聚合形成厚度為25 1000 nm的非敏感水凝膠膜，
所述的水凝膠的單體為含單烯基的分子，如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等；
步驟2)將上述制備的非敏感水凝膠膜平鋪于一塊玻璃上失水至非敏感水凝膠膜重量的10-80%，再由失水后的非敏感水凝膠膜、 一塊玻璃及厚度為50 2000 pm的夾條組成模具；
步驟3)將印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺、引發(fā)劑，按摩爾比為100 10: 100 0.1: 100 1: 1 0.1的比例溶于水中，得到印跡水凝膠聚合液，印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺及引發(fā)劑的總重量與所得印跡水凝膠聚合液的體積之比為2 25: 50 (W/V,克/毫升)，再將印跡水凝膠溶液加到由步驟2)得到的模具中，聚合形成三聚氰胺的敏感印跡水凝膠膜，同時與模具中原有的非敏感水凝膠膜共同形成雙層水凝膠膜，
所述的印跡水凝膠的功能單體為含單烯基的分子，如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等；
步驟4)將制備好的雙層水凝膠膜切割成條狀，于pH值小于3的酸性溶液中洗滌去除三聚氰胺分子，在純水中洗滌至形狀不變，就可以用于三聚氰胺的分析，
所述的交聯(lián)劑為含雙烯基的分子如甲叉丙烯酰胺、1， 4-苯基雙丙烯酰胺等，所述的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、有機過氧化物類引發(fā)劑或無機過氧類引發(fā)劑。
可視化水凝膠檢測方法，即將印跡水凝膠和非敏感水凝膠粘合在一起形成可視化雙層水凝膠，再以待測樣品處理這種雙層水凝膠，即可以通過該雙層水凝膠形變與否及形變的程度確定三聚氰胺的存在及濃度。
使用本發(fā)明可視化檢測三聚氰胺方法是
將制備好的雙層水凝膠條加入待測的樣品溶液中，震蕩處理15min，如果樣品中含有三聚氰胺分子，就會使雙層水凝膠條發(fā)生彎曲形變。根據(jù)形變與否及形變的程度即可確定三聚氰胺的存在及其濃度范圍。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點-1，本發(fā)明的可視化水凝膠的最大優(yōu)點是對三聚氰胺響應(yīng)產(chǎn)生的形變是發(fā)生彎曲變化，可以肉眼直觀的觀察，靈敏度高。與傳統(tǒng)的檢測方法相比本發(fā)明的成本低廉，操作簡單，易于推廣。
2，本發(fā)明的可視化水凝膠與Asher SA等智能晶體膠體凝膠相比，聚合單體可以是中性的單體，也可以不是中性的單體，而智能晶體膠體凝膠只能是中性聚合單體。敏感膠用印跡技術(shù)制備更適于建立檢測包括三聚氰胺在內(nèi)的多種分子的雙膠制備。


圖1是三聚氰胺可視化水凝膠在系列三聚氰胺水溶液中的圖。隨三聚氰胺的濃度增加，水凝膠的彎曲度增大，即形變增大，當(dāng)濃度到100ppm時，水
凝膠反向彎曲。
圖2是在鮮奶中15分鐘后取出用蒸餾水洗滌后中可視化水凝膠照片，其中，a是對添加2ppm三聚氰胺的鮮奶的照片，b是不添加三聚氰胺鮮奶的照片。
具體實施方式
實施例1
一種三聚氰胺的可視化檢測水凝膠，為相疊合的雙層水凝膠，且所述的雙層水凝膠由一層分子印跡技術(shù)制備的敏感水凝膠和一層非敏感水凝膠粘合在一起構(gòu)成。
實施例2
一種三聚氰胺的可視化檢測水凝膠的制備方法，采用如下步驟
步驟1)將水凝膠的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑按摩爾比為100 10: 100
0.1: 10 0.1的比例溶于水中，得到非敏感水凝膠聚合液，水凝膠的單體、
交聯(lián)劑及引發(fā)劑的總重量與所得非敏感水凝膠聚合液的體積之比為2 25:50(W/V，克/毫升)，再將非敏感水凝膠溶液加到夾條厚度為25 1000pm的兩層玻璃的模具中聚合形成厚度為25 1000 nm的非敏感水凝膠膜，所述的水凝膠的單體為含單烯基分子，如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等；
在本實施例的上述步驟1)中，可選擇將摩爾比為100: 100: 10、 10: 0.1:0.1或者65: 12: 7的水凝膠的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑溶于水中，并且，水凝膠的單體、交聯(lián)劑及引發(fā)劑的總重量與所得非敏感水凝膠聚合液的體積之比為2: 50、 25: 50或17: 50; (W/V,克/毫升)。
步驟2)將上述制備的非敏感水凝膠膜平鋪于一塊玻璃上失水至非敏感水凝膠膜重量的10-80%，本實施例可選擇將非敏感水凝膠失水至非敏感水凝膠膜重量的10%、 80%或65%，再由失水后的非敏感水凝膠膜、 一塊玻璃及厚度為50 2000 pm的夾條組成模具；
步驟3)將印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺、引發(fā)劑，按摩爾
比為100 10: 100 0.1: 100 1: 1 0.1的比例溶于水中，得到印跡水凝膠
聚合液，印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺及引發(fā)劑的總重量與所
得印跡水凝膠聚合液的體積之比為2 25: 50 (W/V,克/毫升)，再將印跡水凝膠聚合液加到由步驟2)得到的模具中，聚合形成三聚氰胺的敏感印跡水凝膠膜，同時與模具中原有的非敏感水凝膠膜共同形成雙層水凝膠膜，
所述的印跡水凝膠的功能單體為含單烯基的分子，如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等；
在本實施例的上述步驟3)中，可選擇將摩爾比為100: 100: 100: 10、10: 0.1: 1: 0.1或者65: 12: 33: 7的水凝膠的單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺及引發(fā)劑溶于水中，并且，水凝膠的單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺及引發(fā)劑的
總重量與所得非敏感水凝膠聚合液的體積之比為2: 50、25: 50或17: 50(W/V,克/毫升)；
步驟4)將制備好的雙層水凝膠膜切割成條狀，于pH值小于3的酸性溶液中洗滌去除三聚氰胺分子，在純水中洗滌至形狀不變，就可以用于三聚氰胺的分析，
所述的交聯(lián)劑為含雙烯基的分子如甲叉丙烯酰胺、1， 4-苯基雙丙烯酰胺等，所述的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、有機過氧化物類引發(fā)劑或無機過氧類引發(fā)劑。
在本實施例中，含單烯基分子是丙烯酰胺、丙烯酸或甲基丙烯酸。含雙烯基分子是甲叉丙烯酰胺或l， 4-苯基雙丙烯酰胺。偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈；有機過氧化物類引發(fā)劑
為過氧化二苯甲酰；無機過氧類引發(fā)劑為過硫酸鹽。
形成非敏感水凝膠膜聚合條件或者形成三聚氰胺的敏感印跡水凝膠膜聚
合條件因引發(fā)劑的而不同，具體來說，
采用偶氮類引發(fā)劑時的聚合條件是波長為365nm的光照20-80分鐘或是
60-80 °C條件下20-80分鐘；
采用有機過氧化物類引發(fā)劑時的聚合條件是波長為365nm的光照條件下
20-80分鐘；
采用無機過氧類引發(fā)劑時的聚合條件是4-4(TC條件下20-80分鐘。實施例3
取充分洗滌后的雙層水凝膠膠條浸泡于2 ml的市售鮮奶中(其中一份添加2ppm的三聚氰胺， 一份不添加三聚氰胺)，震蕩15分鐘，取出蒸餾水洗滌，觀察其形狀的變化，參照圖2，可知含有三聚氰胺的鮮奶中的雙層水凝膠膠條和空白樣品比較，形狀發(fā)生了變化。
權(quán)利要求
1.一種三聚氰胺的可視化檢測水凝膠，其特征在于為相疊合的雙層水凝膠，且所述的雙層水凝膠由一層分子印跡技術(shù)制備的敏感水凝膠和一層非敏感水凝膠粘合在一起構(gòu)成。
2. —種權(quán)利要求1所述三聚氰胺的可視化檢測水凝膠的制備方法，其特征在于步驟1)將水凝膠的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑按摩爾比為100 10: 100 0.1: 10 0.1的比例溶于水中，得到非敏感水凝膠聚合液，水凝膠的單體、 交聯(lián)劑及引發(fā)劑的總重量與所得非敏感水凝膠聚合液的體積之比為2 25:50 (克/毫升)，再將非敏感水凝膠溶液加到夾條厚度為25 1000 pm的兩層 玻璃的模具中聚合形成厚度為25 1000 pm的非敏感水凝膠膜， 所述的水凝膠的單體為含單烯基的分子；步驟2)將上述制備的非敏感水凝膠膜平鋪于一塊玻璃上失水至非敏感水 凝膠膜重量的10-80%,再由失水后的非敏感水凝膠膜、 一塊玻璃及厚度為 50 2000 pm的夾條組成模具；步驟3)將印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺、引發(fā)劑，按摩爾比為100 10:則 0.1:腦 1: 1 0.1的比例溶于水中，得到印跡水凝膠 聚合液，印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺及引發(fā)劑的總重量與所得印跡水凝膠聚合液的體積之比為2 25: 50 (克/毫升)，再將印跡水凝膠聚 合液加到由步驟2)得到的模具中，聚合形成三聚氰胺的敏感印跡水凝膠膜， 同時與模具中原有的非敏感水凝膠膜共同形成雙層水凝膠膜，所述的印跡水凝膠的功能單體為含單烯基的分子；步驟4)將制備好的雙層水凝膠膜切割成條狀，于pH值小于3的酸性溶 液中洗滌去除三聚氰胺分子，在純水中洗滌至形狀不變，就可以用于三聚氰 胺的分析，所述的交聯(lián)劑為含雙烯基的分子，所述的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、有機 過氧化物類引發(fā)劑或無機過氧類引發(fā)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于含單烯基的分子是丙烯酰 胺、丙烯酸或甲基丙烯酸。
4. 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于含雙烯基的分子是甲叉丙烯 酰胺或l， 4-苯基雙丙烯酰胺。
5. 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁 腈或偶氮二異庚腈；有機過氧化物類引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰；無機過氧類 引發(fā)劑為過硫酸鹽。
6. 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于采用偶氮類引發(fā)劑時的聚合 條件是波長為365nm的光照20-80分鐘或是60-8(TC條件下20-80分鐘；采用有 機過氧化物類引發(fā)劑時的聚合條件是波長為365nm的光照條件下20-80分鐘； 采用無機過氧類引發(fā)劑時的聚合條件是4-4(TC條件下20-80分鐘。
全文摘要
三聚氰胺的可視化檢測水凝膠，為相疊合的雙層水凝膠且雙層水凝膠由敏感水凝膠和非敏感水凝膠粘合在一起。其制備方法將水凝膠的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑溶于水中得到非敏感水凝膠聚合液，再將非敏感水凝膠聚合液加到模具中聚合成非敏感水凝膠膜；將非敏感水凝膠膜平鋪于一塊玻璃上失水，再由失水后的非敏感水凝膠膜、玻璃及夾條組成模具；將印跡水凝膠的功能單體、交聯(lián)劑、三聚氰胺、引發(fā)劑溶于水中得到印跡水凝膠聚合液，再將印跡水凝膠聚合液加到由上述模具中，聚合形成三聚氰胺的敏感印跡水凝膠膜，并形成雙層水凝膠膜；將制備好的雙層水凝膠膜切割成條狀，于pH值小于3的酸性溶液中洗滌去除三聚氰胺分子，在純水中洗滌至形狀不變。
文檔編號B01J13/00GK101513608SQ20091002496
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者曦 成, 健 董, 錢衛(wèi)平 申請人:東南大學(xué)