本發(fā)明屬于分子印跡聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳納米管表面分子印跡聚合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：
蘆丁，又稱(chēng)維生素P，蘆丁作為藥物有降低毛細(xì)血管通透性和脆性的作用，保持及恢復(fù)毛細(xì)血管的正常彈性，它也常用于高血壓腦溢血、視網(wǎng)膜出血、急性出血性腎炎和再發(fā)性鼻出血等的輔助治療。建立快速、準(zhǔn)確、靈敏、方便的蘆丁藥物檢測(cè)新方法對(duì)質(zhì)量監(jiān)控、臨床分析等十分必要。目前檢測(cè)蘆丁的主要方法有高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法、熒光光譜法和電化學(xué)傳感器法等。但高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳等方法存在操作復(fù)雜、儀器昂貴、分離繁雜等問(wèn)題，而電化學(xué)傳感器方法是一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、快速、高靈敏的方法。分子印跡技術(shù)是一種人工合成對(duì)模板分子具有優(yōu)異的識(shí)別能力的聚合物的技術(shù)。該復(fù)合材料除了對(duì)模板分子表現(xiàn)出特殊的親和力、高度選擇性和卓越識(shí)別能力外，而且還具有穩(wěn)定的物化性質(zhì)和機(jī)械性能如耐酸堿、耐高溫、有機(jī)試劑、制備簡(jiǎn)單和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于色譜分離、固相萃取、電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域。為了改善傳統(tǒng)分子印跡聚合物有效結(jié)合率與傳質(zhì)速率低的問(wèn)題，研究者通過(guò)表面分子印跡技術(shù)制備基于載體的印跡聚合物材料，使印跡結(jié)合位點(diǎn)表面化，增快擴(kuò)散過(guò)程，從而形成了易于吸附與脫附的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。將碳納米管應(yīng)用于分子印跡領(lǐng)域可望解決傳統(tǒng)分子印跡技術(shù)遇到的困難。公告號(hào)為CN103044639A的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種新型碳納米管表面分子印跡聚合物及其制備方法，該制備方法包括：(1)將多壁碳納米管進(jìn)行表面接枝改性，制得功能單體(CH2＝CH-CO-NH)2-MWCNTs-β-CD；(2)將模板分子青霉素V鉀、功能單體(CH2＝CH-CO-NH)2-MWCNTs-β-CD、輔助功能單體丙烯酰胺加入10ml90％的甲醇溶液中，混合均勻，室溫下靜置2h，制得預(yù)組裝溶液，再加入交聯(lián)劑N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺和引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，超聲5min，在N2保護(hù)下控溫加熱引發(fā)聚合。聚合反應(yīng)后離心除去上清液，依次用10％乙酸溶液、甲醇溶液超聲洗滌，直至上清液經(jīng)紫外檢測(cè)不到模板分子。將除去模板分子的聚合物置于真空干燥箱，干燥至恒重，得到分子印跡聚合物。與現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行表面接枝改性時(shí)存在的問(wèn)題相同，該制備方法的不足之處在于，步驟(1)直接在多壁碳納米管表面接枝烯基，需要用到大量的有機(jī)溶劑，如濃HNO3、濃H2SO4、SOCl2、DMF、吡啶等等，不僅操作過(guò)程具有危險(xiǎn)性，還會(huì)產(chǎn)生大量污染物，嚴(yán)重危害環(huán)境，不利于企業(yè)和社會(huì)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種碳納米管表面分子印跡聚合物的的制備方法，該制備方法大大減少了有機(jī)溶劑的使用，減少了污染物的產(chǎn)生。一種碳納米管表面分子印跡聚合物的制備方法，包括：(1)取羧基化多壁碳納米管，采用溶膠凝膠法合成二氧化硅包覆的多壁碳納米管；(2)利用硅烷偶聯(lián)劑修飾所述二氧化硅包覆的多壁碳納米管，獲得烯基化多壁碳納米管；(3)在惰性氣體保護(hù)下，將所述烯基化多壁碳納米管、模板分子、功能單體混合，在引發(fā)劑和交聯(lián)劑存在下進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，制得所述碳納米管表面分子印跡聚合物。本發(fā)明先在多壁碳納米管表面均勻包覆一層二氧化硅納米顆粒，然后利用硅烷偶聯(lián)劑在二氧化硅納米顆粒上接枝烯基。其中，二氧化硅納米顆粒層能夠提高多壁碳納米管的強(qiáng)度、韌性以及穩(wěn)定性，同時(shí)與傳統(tǒng)的二氧化硅材料相比，以多壁碳納米管為載體可明顯提高本發(fā)明碳納米管表面分子印跡聚合物的導(dǎo)電性和電流響應(yīng)速度。本發(fā)明的烯基接枝方法方便快速，同時(shí)烯基的接枝密度比常規(guī)制備方法更均勻，使得烯基聚合后在印跡聚合物表面產(chǎn)生均勻空穴，這樣排列均勻的空穴對(duì)模板分子具有更高的選擇性。通過(guò)本發(fā)明方法制備的碳納米管印跡聚合物材料結(jié)合了碳納米管和印跡聚合物優(yōu)點(diǎn)，比較傳統(tǒng)材料該印跡電極具有選擇性好、靈敏高的特點(diǎn)。并且，傳統(tǒng)烯基的接枝方法需要使用大量有機(jī)溶劑，且耗時(shí)長(zhǎng)，與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明方法具有環(huán)保、快速、適宜大批量合成的優(yōu)點(diǎn)。具體地，所述制備方法包括：(1)取羧基化多壁碳納米管，采用溶膠凝膠法合成二氧化硅包覆的多壁碳納米管；具體地，包括：(a)將羧基化多壁碳納米管、硅烷偶聯(lián)劑、分散劑和去離子水以一定比例混合，經(jīng)超聲、攪拌后獲得溶液A；所述羧基化多壁碳納米管可以直接購(gòu)買(mǎi)，也可通過(guò)對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行羧基化反應(yīng)而制得；羧基化多壁碳納米管在使用前，為免其中含有的少量的無(wú)定形碳與金屬雜質(zhì)對(duì)本制備方法造成影響，需要進(jìn)行純化。純化方法可按下列步驟進(jìn)行：將40.0mLH2O，9.28mLHNO3混合均勻，然后加入2.0g羧基化多壁碳納米管，在85℃下回流48h。過(guò)濾，羧基化多壁碳納米管用去離子水洗滌至中性，在60℃真空干燥12h即可。本步驟中的硅烷偶聯(lián)劑可選用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷，優(yōu)選采用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)。由于APTES呈堿性，因此獲得的溶液A中，碳納米管表面產(chǎn)生了大量帶胺基基團(tuán)的二氧化硅。所述分散劑可選用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉，優(yōu)選采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，可以更好地將羧基化多壁碳納米管和硅烷偶聯(lián)劑分散于溶劑中。羧基化多壁碳納米管、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、去離子水的混合比例優(yōu)選為：200～300mg：50～150mg：0.2～0.8mL：40～50mL，更優(yōu)選為：250mg：100mg：0.5mL：48mL。在該混合比例下，可以將二氧化硅更為均勻的接枝到碳納米管表面。超聲的條件優(yōu)選為：頻率40～60KHz，時(shí)間10～30min，溫度30～60℃；更優(yōu)選為：頻率53KHz，時(shí)間20min，溫度40℃，實(shí)現(xiàn)混合溶液的充分混合；超聲過(guò)程中同時(shí)攪拌或在超聲完成后進(jìn)行3h的磁力攪拌，可以獲得更為均勻的溶液A。(b)將烷氧基硅烷、去離子水、乙醇以一定比例混合，經(jīng)超聲、攪拌后獲得溶液B；所述烷氧基硅烷優(yōu)選為四烷氧基化合物，如正硅酸乙酯(TEOS)、正硅酸甲酯(TMOS)或正硅酸丁酯(TBOS)。四烷氧基化合物在醇中溶解性更好，使得溶液B中四烷氧基化合物充分分散，發(fā)生溶膠-凝膠時(shí)間更短。作為優(yōu)選，正硅酸乙酯(TEOS)、去離子水、乙醇的混合比例為：2～8mL：1～4mL：40～60mL，更優(yōu)選為：5mL：3mL：50mL。該混合比例可使正硅酸乙酯充分溶解分散，便于溶膠-凝膠反應(yīng)充分進(jìn)行；超聲和攪拌的條件與步驟(a)相同。(c)將溶液A和溶液B混合，對(duì)獲得的混合液進(jìn)行超聲處理、調(diào)節(jié)pH至8～12后攪拌10～16h，再經(jīng)洗滌、真空干燥后獲得所述二氧化硅包覆的多壁碳納米管。超聲處理的條件為：頻率40～60KHz，時(shí)間30～90min，溫度30～60℃；更優(yōu)選為：頻率53KHz，時(shí)間60min，溫度40℃。超聲完成后稍作攪拌(約10min)再用氨水將混合液調(diào)至pH為8～12(更優(yōu)選為9.5)，pH調(diào)節(jié)完成后，磁力攪拌12h，產(chǎn)物依次用超純水、乙醇各洗滌三次，于65℃下真空干燥12h，即獲得所述二氧化硅包覆的多壁碳納米管。溶液A和溶液B混合后，在堿性條件下，正硅酸乙酯與碳納米管的胺基基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，鍵合到多壁碳納米管表面，通過(guò)這樣二氧化硅層包覆至碳納米管表面。(2)利用硅烷偶聯(lián)劑修飾所述二氧化硅包覆的多壁碳納米管，獲得烯基化多壁碳納米管；作為優(yōu)選，本步驟中所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基型有機(jī)硅烷；以便于在二氧化硅表面接枝烯基。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-MAPS(3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷；更優(yōu)選為γ-MAPS。具體地，烯基化多壁碳納米管的制備方法為：在惰性氣體保護(hù)下，將二氧化硅包覆的多壁碳納米管、γ-MAPS、有機(jī)溶劑以0.05～0.2g：5～20mL：20～80mL的比例混合，于100～150℃下回流12～48h，經(jīng)洗滌、真空干燥后獲得所述烯基化多壁碳納米管。所述有機(jī)溶劑可選用無(wú)水甲苯，無(wú)水甲苯有可以較好的分散碳納米管，同時(shí)能保證在100～150℃下回流，因?yàn)橹挥性谠摐囟认路磻?yīng)產(chǎn)率比較高。優(yōu)選地，將二氧化硅包覆的多壁碳納米管、γ-MAPS、有機(jī)溶劑以10mg：1mL：5mL的比例混合，于120℃下回流24h，產(chǎn)物依次用甲苯、乙醇各洗滌三次，于65℃下真空干燥12h，即獲得所述烯基化多壁碳納米管。(3)在惰性氣體保護(hù)下，先將所述烯基化多壁碳納米管、模板分子、功能單體混合，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)；然后在引發(fā)劑和交聯(lián)劑存在下進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，制得所述碳納米管表面分子印跡聚合物。預(yù)聚合反應(yīng)的條件為：烯基化多壁碳納米管、蘆丁、丙烯酰胺、溶劑以50～100mg：160～170mg：65～75mg：30～80mL的比例混合，混合完成后，磁力攪拌20～50min。更優(yōu)選為：以80mg：166.1mg：71.1mg：50mL的比例混合，該混合比例可以保證蘆丁、丙烯酰胺分散于溶劑，同時(shí)烯基化多壁碳納米管也能較好地分散于混合液中，混合完成后，磁力攪拌30min。以蘆丁作模板分子為例，烯基化多壁碳納米管作為載體，選用丙烯酰胺(AA)、甲基丙烯酸或4-乙烯基吡啶作為功能單體，預(yù)聚合反應(yīng)過(guò)程中，功能單體與模板分子以共價(jià)鍵預(yù)組裝；預(yù)聚合反應(yīng)完成后，向反應(yīng)體系中加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，并在惰性氣體保護(hù)下，置于40～80℃油浴中反應(yīng)12～48h(更優(yōu)選為在65℃油浴中反應(yīng)24h)；反應(yīng)完成后，進(jìn)行索氏提取除去模板分子，經(jīng)干燥后獲得所述碳納米管表面分子印跡聚合物。加入交聯(lián)劑后，預(yù)聚合復(fù)合物即結(jié)合到烯基化多壁碳納米管上，同時(shí)在引發(fā)劑的作用下，烯基聚合，形成與模板分子相適宜的空穴。作為優(yōu)選，所述引發(fā)劑為偶氮二異腈或偶氮二異庚腈。所述交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯。所述索氏提取是指向反應(yīng)產(chǎn)物中加入索氏提取液，將結(jié)合在反應(yīng)產(chǎn)物上的蘆丁洗脫下來(lái)；再于65℃下真空干燥12h，制得所述碳納米管表面分子印跡聚合物。所述索氏提取液的配方優(yōu)選為：甲醇：乙酸＝6～12：1(v/v)，更優(yōu)選為甲醇：乙酸＝9：1(v/v)。本發(fā)明中，所述惰性氣體可選用氮?dú)?、氬氣或氦氣；?yōu)選為氮?dú)?。本發(fā)明還提供了一種利用上述制備方法制得的碳納米管表面分子印跡聚合物。通過(guò)所述制備方法制得的碳納米管表面分子印跡聚合物，其表面上留有與蘆丁分子在空間結(jié)構(gòu)、結(jié)合位點(diǎn)上均完全匹配的三維空穴，這些三維空穴可以重新與蘆丁分子專(zhuān)一、高選擇性地結(jié)合，從而使本發(fā)明的碳納米管表面分子印跡聚合物復(fù)合材料對(duì)蘆丁分子具有專(zhuān)一的識(shí)別功能。利用該聚合物制備電化學(xué)傳感器，可用于快速、精確地檢測(cè)出樣品中的蘆丁。本發(fā)明還提供了一種電化學(xué)傳感器，包括工作電極，所述工作電極的表面滴涂包覆有所述的碳納米管表面分子印跡聚合物。作為優(yōu)選，本發(fā)明的電化學(xué)傳感器為三電極電化學(xué)傳感器，三電極電化學(xué)傳感器包括工作電極、參比電極和對(duì)電極，所述工作電極可選用玻碳電極、金電極或碳糊電極；所述參比電極可選用飽和甘汞電極，對(duì)電極可選用鉑電極。本發(fā)明中，所述電化學(xué)傳感器的制備方法為：(i)將祼玻碳電極用Al2O3粉末懸糊拋光處理，然后分別用無(wú)水乙醇、超純水超聲清洗，每次5～10min，最后置于室溫下晾干，待用；(ii)將所述碳納米管表面分子印跡聚合物復(fù)合材料分散于0.5％的殼聚糖溶液，兩者的混合比例為20.0mg：1mL；超聲混合均勻后取混合溶液5.0μL，涂滴在步驟(i)獲得的裸玻碳電極表面，室溫下晾干即得本發(fā)明電化學(xué)傳感器的工作電極；(iii)利用所述工作電極、參比電極、對(duì)電極組裝成本發(fā)明所述電化學(xué)傳感器。本發(fā)明還提供了所述電化學(xué)傳感器在檢測(cè)蘆丁中的應(yīng)用。使用時(shí)，將工作電極置于待測(cè)溶液中，攪拌吸附6～10min；取出后用超純水沖洗，再置于空白對(duì)照液中，進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)。本發(fā)明的電化學(xué)傳感器對(duì)蘆丁的檢測(cè)限為0.032μM，表面其靈敏度較高；并且對(duì)蘆丁具有較好的選擇性，供試的多數(shù)干擾物質(zhì)均不會(huì)對(duì)蘆丁的檢測(cè)造成干擾。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明先在多壁碳納米管表面均勻包覆一層二氧化硅納米粒，然后利用硅烷偶聯(lián)劑在二氧化硅納米粒上接枝烯基；與直接在多壁碳納米管表面接枝烯基的常規(guī)方法相比，烯基的接枝密度比常規(guī)制備方法更均勻，使得烯基聚合后在印跡聚合物表面產(chǎn)生均勻空穴，這樣排列均勻的空穴對(duì)模板分子具有更高的選擇性；(2)二氧化硅納米粒層能夠提高多壁碳納米管的強(qiáng)度、韌性以及穩(wěn)定性，明顯提高本發(fā)明碳納米管表面分子印跡聚合物的導(dǎo)電性和電流響應(yīng)速度；(3)步驟(1)中先通過(guò)溶膠凝膠法合成二氧化硅包覆的多壁碳納米管，制備過(guò)程中不使用刺激性的有機(jī)溶劑，只有步驟(2)中使用少量有機(jī)溶劑，減少污染物產(chǎn)生，有利于保護(hù)操作人員，保護(hù)環(huán)境；(4)本發(fā)明烯基化多壁碳納米管的制備時(shí)間約為40小時(shí)，比常規(guī)方法(2～3天)大大縮短；(5)本發(fā)明的烯基接枝方法方便快速，并且，傳統(tǒng)烯基的接枝方法需要使用大量有機(jī)溶劑，且耗時(shí)長(zhǎng)，與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明方法具有環(huán)保、快速、適宜大批量合成的優(yōu)點(diǎn)；(6)本發(fā)明采用分子印跡技術(shù)獲得的碳納米管表面分子印跡聚合物，對(duì)蘆丁具有導(dǎo)電性好、選擇性高、相應(yīng)快等特點(diǎn)，利用該復(fù)合材料制備的電化學(xué)傳感器則對(duì)蘆丁的檢測(cè)具有高靈敏度、高選擇性，能夠快速檢測(cè)出樣品中蘆丁的含量。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明碳納米管表面分子印跡聚合物的制備流程圖；其中，CNTs-COOH表示羧基化多壁碳納米管，CNTs@SiO2表示二氧化硅包覆的多壁碳納米管，MAPS/CNTs@SiO2(即γ-MAPS/CNTs@SiO2)表示烯基化多壁碳納米管，CNTs-MIPs(即γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs)表示碳納米管表面分子印跡聚合物，hydrogenbond表示氫鍵，RU表示蘆丁，CT表示殼聚糖，AIBN表示偶氮二異腈，EGDMA表示乙二醇二甲基丙烯酸酯，AA表示丙烯酰胺，Extration表示洗脫(模板分子)，Rebinding表示(模板分子)重新吸附(到碳納米管上)，dropedonto表示“滴至……”，AbsorbingRU表示“……吸附蘆丁”，GCE表示玻碳電極，response表示電化學(xué)反應(yīng)，PBS表示磷酸緩沖液；圖2為CNTs-COOH、CNTs@SiO2、γ-MAPS/CNTs@SiO2以及γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs的紅外圖譜圖；其中，曲線a為CNTs-COOH，曲線b為CNTs@SiO2，曲線c為γ-MAPS/CNTs@SiO2，曲線d為γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs；圖3為CNTs-COOH、CNTs@SiO2以及γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs的熱重分析曲線；其中，曲線a為CNTs-COOH，曲線b為CNTs@SiO2，曲線c為γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs；圖4A為CNTs-COOH的掃描電鏡圖；圖4B為CNTs@SiO2的掃描電鏡圖；圖4C為γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs的掃描電鏡圖；圖5A為印跡電極與非印跡電極對(duì)50μM蘆丁的循環(huán)伏安圖；圖5B為印跡電極與非印跡電極對(duì)50μM蘆丁的差分脈沖伏安圖；圖5A和圖5B中，曲線a為印跡電極，曲線b為非印跡電極；圖6為CNTs/GCE、洗脫后印跡電極、γ-MAPS/CNTs@SiO2/GCE、非印跡電極、洗脫前印跡電極、裸玻碳電極對(duì)5mMK3[Fe(CN)6](0.1MKCl)的循環(huán)伏安圖；其中，曲線a為CNTs/GCE，曲線b為洗脫后印跡電極，曲線c為γ-MAPS/CNTs@SiO2/GCE，曲線d為非印跡電極，曲線e為洗脫前印跡電極，曲線f為裸玻碳電極；圖7A為印跡電極對(duì)50μM蘆丁的峰電流響應(yīng)隨電解質(zhì)pH變化曲線；圖7B為印跡電極對(duì)50μM蘆丁的響應(yīng)電位隨電解質(zhì)pH變化曲線；圖8為蘆丁在印跡電極表面的反應(yīng)的原理圖；圖9為印跡電極對(duì)50μM蘆丁的峰電流響應(yīng)隨時(shí)間變化曲線；圖10為印跡電極和非印跡電極對(duì)50μM蘆丁和類(lèi)似物的峰電流響應(yīng)圖；圖11A為印跡電極對(duì)不同濃度蘆丁的DPV響應(yīng)曲線；其中，曲線a-j分別表示蘆丁的濃度為0、0.1、0.5、1.0、5.0、10、25、50、75、100μM；圖11B為印跡電極響應(yīng)電流與蘆丁濃度的線性關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。所有實(shí)施例中所用試劑均為分析純?cè)噭瑢?shí)驗(yàn)用水為雙蒸水ddH2O。實(shí)施例1碳納米管表面分子印跡聚合物的制備1、制備碳納米管表面分子印跡聚合物碳納米管表面分子印跡聚合物的制備流程如圖1所示，具體包括以下步驟：(1)純化羧基化多壁碳納米管為了除去羧基化多壁碳納米管(CNTs)內(nèi)少量的無(wú)定形碳與金屬雜質(zhì)，對(duì)CNTs-COOH進(jìn)行純化，純化方法為：在100mL的圓底燒瓶?jī)?nèi)，將40.0mLH2O，9.28mLHNO3混合均勻，然后加入2.0gCNTs-COOH，在85℃下回流48h。過(guò)濾，CNTs-COOH用去離子水洗滌至中性，在60℃真空干燥12h，備用。(2)合成二氧化硅包覆的多壁碳納米管稱(chēng)取250.0mg純化后的CNTs-COOH、0.5mL氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和100.0mg十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)分散于48.0mLH2O中，在40℃下超聲20min，攪拌3h，即得溶液A；取5.0mL正硅酸乙酯(TEOS)和3.0mLH2O分散于50.0mL乙醇，在40℃下超聲20min，攪拌3h，即得溶液B；將溶液A與溶液B混合，將混合液置于40℃、53KHz下超聲60min，再磁力攪拌10min；再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的氨水調(diào)節(jié)混合液pH至9.5，磁力攪拌12h；產(chǎn)物依次用超純水、乙醇洗滌三次，在65℃下真空干燥12h后得到二氧化硅包覆的多壁碳納米管(CNTs@SiO2)。(3)合成烯基化多壁碳納米管取100.0mgCNTs@SiO2分散于50.0mL無(wú)水甲苯中，然后加入10.0mL3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，120℃下回流24h；產(chǎn)物依次用甲苯、乙醇洗滌三次，在65℃下真空干燥12h后得到烯基化多壁碳納米管(γ-MAPS/CNTs@SiO2)。(4)合成碳納米管表面分子印跡聚合物①預(yù)聚合：在100mL的圓底燒瓶?jī)?nèi)，首先將166.1mg蘆丁分散到50.0mL四氫呋喃中，再加入80.0mgγ-MAPS-CNTs@SiO2和71.1mg丙烯酰胺(AA)，磁力攪拌30min，獲得預(yù)聚合物；②向預(yù)聚合物中加入942.9μL乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和20.0mg偶氮二異腈(AIBN)，通入氮?dú)?5min后封好燒瓶口，在65℃油浴下反應(yīng)24h，產(chǎn)物用索氏提取液(V甲醇:V乙酸＝9:1)進(jìn)行索氏提取，除去模板分子(即蘆丁)，在65℃下真空干燥12h，即制得碳納米管表面分子印跡聚合物(γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs)。采用與上述相同的方法，但步驟(4)的制備過(guò)程中不加入蘆丁分子，獲得非印跡聚合物(γ-MAPS/CNTs@SiO2-NIPs)，待用。2、碳納米管表面分子印跡聚合物的結(jié)構(gòu)和性能分析(1)紅外光譜分析由圖2可見(jiàn)，CNTs-COOH的紅外圖譜(曲線a)上，3441cm-1的吸收峰屬于羧基的O-H伸縮振動(dòng)峰；CNTs@SiO2的紅外圖譜(曲線b)上，428cm-1、792cm-1、1080cm-1的吸收峰分別歸屬于Si-O-Si的彎曲振動(dòng)、對(duì)稱(chēng)振動(dòng)和不對(duì)稱(chēng)振動(dòng)，說(shuō)明SiO2已覆蓋于CNTs的表面；γ-MAPS/CNTs@SiO2的紅外圖譜(曲線c)出現(xiàn)了1725cm-1，該峰歸屬于γ-MAPS上C＝O的伸縮振動(dòng)峰，同時(shí)出現(xiàn)了CNTs@SiO2的吸收峰如428cm-1、792cm-1、1083cm-1，說(shuō)明γ-MAPS成功地接枝到CNTs@SiO2表面；γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs的紅外圖譜(曲線d)出現(xiàn)了MIPs(分子印跡聚合物)的特征吸收峰：1728cm-1、1251cm-1、1155cm-1，這些峰分別歸屬于MIPs上的C＝O的伸縮振動(dòng)、C-O的對(duì)稱(chēng)和反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs同時(shí)具有γ-MAPS/CNTs@SiO2的吸收峰，如428cm-1、792cm-1、1083cm-1，說(shuō)明γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs成功制備。(2)熱重分析由圖3可見(jiàn)，在0-100℃之間，CNTs-COOH(曲線a)、CNTs@SiO2(曲線b)、γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs(曲線c)三種物質(zhì)質(zhì)量損失約為1％，可能三種物質(zhì)均含有少許水分；CNTs-COOH在到達(dá)600℃時(shí)，質(zhì)量損失仍很少(曲線a)，說(shuō)明CNTs-COOH比較穩(wěn)定；CNTs@SiO2在0-600℃之間，損失約為10％(曲線b)，說(shuō)明SiO2具有相對(duì)較好的熱穩(wěn)定性；但是γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs在300-450℃之間較大的質(zhì)量損失，約為85％(曲線c)，該質(zhì)量損失主要來(lái)自MIPs的碳骨架的分解，熱重分析圖譜的結(jié)果表明γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs成功制備。(3)掃描電鏡分析圖4A為CNTs-COOH的SEM圖譜，由圖4A可見(jiàn)，碳納米管呈棒狀，管狀，徑度約35nm；圖4B為CNTs@SiO2的SEM圖譜，由圖4B可見(jiàn)，二氧化硅包覆碳納米管后，徑度增大至約145nm，說(shuō)明已制備出CNTs@SiO2；圖4C為γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs的SEM圖譜，可以發(fā)現(xiàn)該材料呈高度交聯(lián)狀態(tài)，碳納米管徑度約為170nm，說(shuō)明表面形成了一層交聯(lián)的分子印跡聚合物。實(shí)施例2電化學(xué)傳感器的制備1、制備電化學(xué)傳感器(1)將祼玻碳電極(GCE，直徑3mm)依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末懸糊拋光處理，然后分別用無(wú)水乙醇、ddH2O超聲(53KHz)清洗，每次10min，最后置于室溫下晾干，待用；(2)取20.0mgγ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs加入至1mL0.5％的殼聚糖溶液，53KHz超聲60min，使二者混合均勻，獲得混合溶液；接著取混合溶液5.0μL涂滴在步驟(1)處理好的裸玻碳電極表面，室溫下6小時(shí)晾干，即得印跡電極(γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs/GCE)；(3)以步驟(2)的印跡電極為工作電極，以飽和甘汞電極為參比電極，以鉑電極為對(duì)電極，以CHI-660D電化學(xué)工作站(上海辰華儀器有限公司)作為測(cè)量系統(tǒng)，組裝獲得本實(shí)施例的電化學(xué)傳感器。檢測(cè)時(shí)，將工作電極置于5mL含有蘆丁的磷酸鹽緩沖液(0.1M，pH4.5)中，攪拌吸附7min后，再用ddH2O進(jìn)行沖洗，然后將印跡電極置于空白PBS溶液中，采用差分脈沖伏安法(DPV)進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)。DPV的掃描窗口是0～0.8V，脈沖振幅50mV，脈沖寬度100ms，脈沖周期0.2s，電壓增幅8mV。采用與上述相同的方法，分別利用實(shí)施例1中的非印跡聚合物制備非印跡電極(γ-MAPS/CNTs@SiO2-NIPs/GCE)、利用烯基化多壁碳納米管(γ-MAPS/CNTs@SiO2)制備γ-MAPS/CNTs@SiO2/GCE電極、利用多壁碳納米管(CNTs)制備CNTs/GCE電極，待用。2、印跡電極性能分析(1)特異性分析為了考察印跡電極(γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs/GCE)與非印跡電極(γ-MAPS/CNTs@SiO2-NIPs/GCE)對(duì)蘆丁的吸附性能，分別將印跡電極和非印跡電極浸入含有50μM蘆丁的PBS緩沖液(pH4.5)中攪拌吸附7min；經(jīng)ddH2O沖洗后置入空白PBS緩沖液(pH4.5)內(nèi)，進(jìn)行循環(huán)伏安法與差分脈沖伏安法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖5A(循環(huán)伏安法)、圖5B(差分脈沖伏安法)。由圖5A、圖5B可見(jiàn)，兩種檢測(cè)方法中，印跡電極的響應(yīng)電流(曲線a)均是非印跡電極(曲線b)的3倍左右，這歸因于γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs形成了與模板分子尺寸大小、結(jié)構(gòu)功能相匹配的印跡空穴，從而可以對(duì)模板分子蘆丁產(chǎn)生特異性吸附。(2)導(dǎo)電性分析采用循環(huán)伏安法，對(duì)裸玻碳電極(GCE)、CNTs/GCE電極、γ-MAPS/CNTs@SiO2/GCE電極、非印跡電極、印跡電極洗滌前和洗脫后在5mMK3[Fe(CN)6](0.1MKCl)中的電化學(xué)響應(yīng)進(jìn)行比較，比較結(jié)果如圖6所示。由圖6可見(jiàn)，CNTs/GCE電極(曲線a)的氧化還原響應(yīng)電流最大，說(shuō)明CNTs(多壁碳納米管)具有很好的電化學(xué)催化活性；γ-MAPS/CNTs@SiO2/GCE電極(曲線c)的氧化還原響應(yīng)電流相對(duì)于CNTs/GCE電極降低，這是因?yàn)镃NTs外包覆了SiO2，而SiO2阻礙了電極表面的電子傳遞；非印跡電極(曲線d)的氧化還原響應(yīng)電流大于裸玻碳電極(曲線f)，這歸因于CNTs良好的催化活性；印跡電極洗脫后(即印跡電極，曲線b)的響應(yīng)電流明顯大于印跡電極洗滌前(曲線e)，這歸因于模板分子除去后，印跡材料留下的空穴有利于[Fe(CN)6]3-/4-在電極表面的擴(kuò)散，促進(jìn)[Fe(CN)6]3-/4-的氧化還原反應(yīng)。(3)電解質(zhì)的酸堿度對(duì)響應(yīng)電流大小的影響電解質(zhì)的酸堿度也是影響電化學(xué)傳感器性能的參數(shù)之一，因此本實(shí)施例以含有50μM蘆丁的不同pH的磷酸緩沖液為待測(cè)液，分析檢測(cè)時(shí)電解質(zhì)(PBS)的pH對(duì)響應(yīng)電流大小的影響，分析結(jié)果如圖7A、圖7B所示。由圖7A可見(jiàn)，當(dāng)PBS的pH從3.0到4.5時(shí)，γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs/GCE對(duì)蘆丁的響應(yīng)電流先迅速增加后緩慢增加，當(dāng)pH為4.5時(shí)，γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs/GCE對(duì)蘆丁的響應(yīng)電流到達(dá)最大；當(dāng)PBS的pH從4.5到6.0時(shí)，γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs/GCE對(duì)蘆丁的響應(yīng)電流先緩慢降低后迅速減?。灰虼吮痉▽?shí)施例選擇的最佳電解質(zhì)酸堿度為4.5。由圖7B可見(jiàn)，γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs/GCE對(duì)蘆丁的響應(yīng)電位隨著pH的增加而負(fù)移，并且呈良好的線性關(guān)系，線性方程為Epa(V)＝0.63686-0.052pH，相關(guān)系數(shù)為0.995。根據(jù)斜率(52mV/pH)可以推斷電極表面有質(zhì)子直接參加了蘆丁的氧化還原反應(yīng)，還說(shuō)明了轉(zhuǎn)移電子數(shù)等于參加轉(zhuǎn)移的質(zhì)子數(shù)，這可能歸因于在不同pH環(huán)境中，蘆丁分子中酚的離子化程度不同。同時(shí)，參照法拉第定律推斷，蘆丁在電極表面參與了一個(gè)兩電子兩質(zhì)子參加的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理如圖8所示。(4)吸附時(shí)間對(duì)響應(yīng)電流大小的影響以含有50μM蘆丁的磷酸緩沖液為待測(cè)液(pH4.5)，分析檢測(cè)時(shí)印跡電極的攪拌吸附時(shí)間對(duì)響應(yīng)電流大小的影響，結(jié)果如圖9所示。由圖9可見(jiàn)，吸附時(shí)間在0～7min內(nèi)，響應(yīng)電流隨著吸附時(shí)間的增加而增加；而7min后，響應(yīng)電流基本保持穩(wěn)定，歸因于電極表面的印跡點(diǎn)達(dá)到了飽和。因此，本實(shí)施例選擇的最佳吸附時(shí)間為7min，可見(jiàn)本發(fā)明的印跡電極具有較短的響應(yīng)時(shí)間，體現(xiàn)了表面印跡的優(yōu)越性。(5)印跡電極的選擇性分析分別以蘆丁以及與其結(jié)構(gòu)相似的懈皮素、柚皮素、抗壞血酸為檢測(cè)對(duì)象，比較印跡電極、非印跡電極對(duì)各物質(zhì)的選擇性，比較結(jié)果如圖10所示。由圖10可見(jiàn)，在相同條件下，印跡電極對(duì)蘆丁的電流響應(yīng)分別是懈皮素、柚皮素和抗壞血酸的4.15、5.74、4.88倍，而非印跡電極對(duì)蘆丁、懈皮素、柚皮素和抗壞血酸的響應(yīng)電流變化不明顯。結(jié)果表明，本發(fā)明的印跡聚合物γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs對(duì)蘆丁具有較好的吸附性、親合性和特異性，歸因于γ-MAPS/CNTs@SiO2-MIPs形成了與蘆丁分子尺寸大小相同，結(jié)構(gòu)功能相匹配的印跡空穴，從而可以對(duì)蘆丁分子蘆丁產(chǎn)生特異性吸附。(6)印跡電極對(duì)蘆丁的靈敏度分析將含有印跡電極的電化學(xué)傳感器浸入含有不同濃度蘆丁(0、0.1、0.5、1.0、5.0、10、25、50、75、100μM)的PBS緩沖液(pH4.5)中吸附7min，然后采集DPV法圖譜，結(jié)果如圖11A、圖11B所示。由圖11A可見(jiàn)，隨著蘆丁濃度的增加，印跡電極對(duì)蘆丁的峰電流在0.4V處逐漸增大；由圖11B可見(jiàn)，峰電流的大小與蘆丁的濃度在0.1-100.0μM的范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，線性方程為I(μA)＝0.0163+0.00737c(μM)，線性系數(shù)R＝0.9992。該方法所得蘆丁的檢測(cè)限為0.032μM(S/N＝3)。(7)印跡電極對(duì)干擾物的最大限量分析檢測(cè)樣本中常常含有大量的干擾離子和有機(jī)物，本實(shí)施例采用DPV法對(duì)印跡電極對(duì)這些干擾物的最大限量(Tolerancelimit，在達(dá)到最大限量之前，干擾物引起的峰電流大小變化在±5％范圍內(nèi))進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。表1由表1可見(jiàn)，Na+，K+，Ca2+，Mg2+，Cu2+，F(xiàn)e2+，Cl-，SO42-，NO3-，PO43-，Br-，CO32-，葡萄糖等在500倍以?xún)?nèi)對(duì)檢測(cè)不產(chǎn)生干擾；Fe3+在100倍以?xún)?nèi)對(duì)檢測(cè)不產(chǎn)生干擾；L-脯氨酸，L-胱氨酸在75倍以?xún)?nèi)對(duì)檢測(cè)不產(chǎn)生干擾；色氨酸，L-丙氨酸，組氨酸在50倍以?xún)?nèi)對(duì)檢測(cè)不產(chǎn)生干擾；L-半胱氨酸，山奈酚在20倍以?xún)?nèi)對(duì)檢測(cè)不產(chǎn)生干擾。結(jié)果表明，含本發(fā)明印跡電極的電化學(xué)傳感器對(duì)蘆丁具有較好的選擇性，測(cè)定干擾較小。實(shí)施例3電化學(xué)傳感器對(duì)實(shí)際樣品的檢測(cè)為考察本發(fā)明電化學(xué)傳感器的檢測(cè)可行性，對(duì)實(shí)際樣品蘆丁片進(jìn)行了檢測(cè)。首先，用研缽將市售的的蘆丁片研碎，再用乙醇超聲使其完全溶解，獲得蘆丁片溶解液；取適量上層的蘆丁片溶解液用PBS緩沖液(pH4.5)稀釋至5mL。然后，將印跡電極浸入上述稀釋液中，攪拌吸附7min，進(jìn)行DPV檢測(cè)，每一樣品平行檢測(cè)5次，取平均值，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。表2由表2可見(jiàn)，印跡電極的檢測(cè)值與標(biāo)示值基本吻合，回收率在99.5％-100.5％，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.9％-2.8％。表明本發(fā)明的印跡電極可用于對(duì)實(shí)際樣品中蘆丁的檢測(cè)。