本发明涉及天然产物痕量检测领域，具体来说是fe3o4@sio2@go@mips复合材料、电化学传感器及制备方法及应用。
背景技术：
1、槲皮素(quercetin)，化学名为3,3’,4’,5,7-五羟基黄酮，是一种黄酮醇类化合物，在植物界分布广泛且具有多种生物活性，主要存在于许多植物的花、叶、茎皮、种子、果实中。槲皮素是一种黄色粉末状固体或晶体，对热稳定，熔点314-317℃，分解温度314℃以上，水溶性差，几乎不于水，溶于碱性水溶液，易溶于乙醇、冰醋酸、dmso等有机溶剂。
2、槲皮素对紫外线有很强的吸收，受到光的照射易分解，因此要避光保存在阴凉处。槲皮素分子中的5个酚羟基使其呈弱酸性，在酸性条件下能稳定存在，但在碱性条件下不稳定，很快转化为有机醌化合物，使其稳定性下降；酚羟基还可发生溴化、醚化、酰基化、苷化等反应。槲皮素具有多种生物学活性，其药理学作用也很广泛，它能清除活性自由基、螯合和捕获自由基、抑制机体发生脂质过氧化反应；在抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、防止心血管疾病并发症方面也具有较强的药理活性；另外，其自身无明显毒性，对衰老、癌症、心血管疾病的预防和治疗有重要的意义，因而具有很高的研究价值。
3、中国专利cn111122676b“一种基于铂-金-生物质炭纳米复合材料的电化学传感器的制备与槲皮素检测的应用”公开了以面粉为原料，采用活化和碳化两步合成生物质炭材料(bpc)，进一步通过水热法负载铂-金纳米合金(pt-au)，从而制得铂-金-生物质炭纳米复合材料(pt-au-bpc)；再以n-己基吡啶六氟磷酸盐为粘合剂和修饰剂，制备了离子液体修饰碳糊电极(cile)，采用滴涂法将pt-au-bpc固定在cile表面制备了相应的修饰电极(pt-au-bpc/cile)，此专利申请采用水热法搭载贵重金属，生产过程消耗大量的能量、危险系数高且成本昂贵，不便于大规模生产应用。
4、中国专利cn115780818a“聚集诱导型金银合金纳米团簇及其制备方法和应用”公开了以l-半胱氨酸为保护剂和还原剂，硝酸银和氯金酸作为基体，利用超声辅助法制得黄绿色荧光金银合金纳米团簇水溶液，利用槲皮素对该纳米簇的淬灭作用对槲皮素进行检测，此专利申请中使用的易制爆危险品硝酸银危险性极大，不利于大规模生产和实际应用。
5、中国专利cn114106821a“一种橘色荧光碳量子点的制备方法和应用”公开了一步水热法得到碳量子点溶液，室温下将3,4-二氨基甲苯溶于乙醇中，再将得到的溶液转移至水热反应釜中反应，反应结束后过滤不溶物，得到橘色溶液，通过500～1000da的透析袋，在容器中透析处理至少3天，即得到纯净的碳量子点水溶液，将其冷冻干燥后得到目标碳量子点；此专利申请合成方法简单有效，原料廉价易得，反应条件温和且环境友好，但透析过程时间较长，产率低，极大地提高了生产成本，不适合大规模生产。
6、中国专利cn104280476a“藏药坐珠达西的3种成分检测及其化学代谢物轮廓分析方法”公开了一种采用高效液相色谱方法同时检测槲皮素、胡椒碱、齐墩果酸，流动相为乙腈-0.02％磷酸溶液，通过梯度洗脱的方式可同时对不同物质进行检测；此专利申请所使用的液相色谱需要大量的溶剂，只能对少量样品进行测试，且受真实样品中其他物质影响极大，不利于大规模应用。
7、可见目前对于槲皮素的检测仍然存在着一定的技术缺陷，需要一种新的材料以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供了fe3o4@sio2@go@mips复合材料、电化学传感器及制备方法及应用，本发明制备得到了磁性印迹聚合物fe3o4@sio2@go@mips复合材料，并通过采用复合材料组装成了电化学传感器，然后通过电化学传感器实现了对槲皮素的超灵敏度测定，且其具有灵敏度高、响应稳定、选择性好的优点。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、本发明先采用四氧化三铁、氧化石墨烯和三乙氧基乙烯基硅烷制得fe3o4@sio2@go，再采用槲皮素、丙烯酰胺、交联剂、引发剂、fe3o4@sio2@go进行交联反应，反应结束后将模板槲皮素洗脱，得到fe3o4@sio2@go@mips复合材料，具体为：
4、fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，包括如下步骤：
5、向四氧化三铁的乙醇分散液中滴加氨水，氨水阻止四氧化三铁团聚，混合均匀后，再向其中滴加氧化石墨烯分散液、以及三乙氧基乙烯基硅烷的醇溶液，并进行烷基化反应，反应结束后利用外加磁场进行分离，因为fe3o4具有磁性，经洗涤、干燥，得到fe3o4@sio2@go；烷基化反应的具体过程为：三乙氧基乙烯基硅烷首先水解变成硅醇，然后硅醇中的亲核位点与go表面上的羟基发生亲核取代，从而引入sio2；
6、以槲皮素为模板，以丙烯酰胺为功能单体，将二者混匀，依靠槲皮素上的羟基与丙烯酰胺上的羰基氢键作用力形成预聚物，完成预组装，得到前驱体溶液，将交联剂、引发剂、fe3o4@sio2@go共同加入至前驱体溶液中，在氮气保护下进行丙烯酰胺的交联反应，反应结束后经脱去模板槲皮素、洗涤至中性、干燥，得到fe3o4@sio2@go@mips。
7、优选的，四氧化三铁的质量与氨水的体积之比为0.5g：5-10ml；
8、四氧化三铁的质量、氧化石墨烯的质量、三乙氧基乙烯基硅烷的体积比为0.05g：0.02-0.04g：3-7ml；
9、四氧化三铁的乙醇分散液由四氧化三铁、乙醇和去离子水组成，且四氧化三铁的质量、乙醇的体积、去离子水的体积之比为0.05g：45ml：15ml；
10、三乙氧基乙烯基硅烷的醇溶液中，三乙氧基乙烯基硅烷与乙醇的体积比为1：5～10。
11、优选的，fe3o4的乙醇分散液与氨水混合的条件为：于搅拌速度为50～400rmp下，于30～60℃反应1h。
12、优选的，烷基化反应的条件为：于40-50℃水浴中，200rpm转速下搅拌6h。
13、优选的，槲皮素与丙烯酰胺的物质的量比为1：3～7，进一步的，槲皮素与丙烯酰胺的物质的量比为1：6；
14、交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、环氧氯丙烷或二乙烯基苯；
15、引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈；
16、丙烯酰胺物质的量、交联剂的体积、引发剂的质量、fe3o4@vsio2@go的质量之比为0.06mmol：0.6-0.9ml：0.04-0.05g：0.05-0.06g。
17、优选的，交联反应的条件为：于搅拌转速为100～400rpm下水浴9～12h，水浴温度为50～70℃。
18、优选的，脱去模板的方法为：以甲醇和乙酸的混合溶液为洗脱剂，将槲皮素模板洗脱，并留下可特异性识别的位点；
19、其中，甲醇与乙酸的体积比为7～10：1。
20、本发明还保护了上述制备方法制得的fe3o4@sio2@go@mips复合材料，所述fe3o4@sio2@go@mips复合材料以四氧化三铁为磁核，以聚丙烯酰胺为壳，二氧化硅和go作为夹层存在于四氧化铁磁核和聚丙烯酰胺外壳之间，并利用槲皮素模板洗脱后于mips上留下的孔对目标分子槲皮素进行特异性识别。
21、本发明还保护了基于fe3o4@sio2@go@mips复合材料的电化学传感器，电化学传感器包括工作电极、参比电极、辅助电极及电解液，并将工作电极、参比电极及辅助电极共同置于电解液中；
22、电解液由5.00mmol/lk3[fe(cn)6]、5.00mmol/lk4[fe(cn)6]和0.10mol/lkcl组成；
23、其中，工作电极为磁性玻碳修饰电极fe3o4@vsio2@go@mips/gce，其按照如下步骤制备：
24、将磁性玻碳电极经打磨、清洗后，室温下干燥；
25、将fe3o4@sio2@go@mips分散在槲皮素标准溶液中进行吸附后，磁性玻碳电极依靠磁性将fe3o4@sio2@go@mips吸附至电极表面，得到磁性玻碳修饰电极fe3o4@sio2@go@mips/gce。
26、本发明还保护了电化学传感器在槲皮素超灵敏检测中的应用。
27、优选的，所述槲皮素超灵敏检测的具体步骤为：
28、(1)分子印迹电化学传感器的孵化：配置不同浓度的槲皮素标准溶液，将fe3o4@sio2@go@mips/gce浸入到不同浓度的槲皮素标准溶液进行孵化，孵化时间为5-30min；
29、(2)检测槲皮素的电化学传感器的电信号：
30、以ag/agcl电极为参比电极，以铂片电极为辅助电极，与fe3o4@sio2@go@mips/gce为工作电极组成三电极体系，连接到电化学检测设备上，采用差分脉冲伏安法(dvp)测试手段，根据所得电流值与槲皮素标准溶液浓度之间的关系，绘制工作曲线；
31、用待测样品代替槲皮素标准溶液，同样采用差分脉冲伏安法(dvp)测试手段，根据响应信号的强度值与工作曲线进行对比，得到待测样品槲皮素的含量。
32、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
33、1、本发明优化分子印迹聚合物的收集步骤，利用fe3o4提供的磁场力作用，实现fe3o4@sio2@go@mips磁性印迹聚合物的快速吸附；结合电化学传感器高选择性和高灵敏度的特点，实现天然产物的快速和痕量检测。
34、2、本发明制备的传感器具有良好的重复性、稳定性和选择性，几乎不受外界条件干扰，可用于真实环境中槲皮素的测试，实际生产和应用价值高；且电化学传感器对槲皮素的线性检测范围为1.00nm～25.1μm、以及25.1μm～1000μm，检测范围宽，检测限低。
35、3、本发明制备的电化学传感器制备过程简单，无需苛刻的实验条件，槲皮素检测过程简单快捷，对测试人员要求不高，有利于该方法在生物、医药、食品和环境领域的迅速普及和推广。
36、4、本技术的fe3o4@sio2@go@mips复合材料以四氧化三铁为磁核，以聚丙烯酰胺为壳，二氧化硅和go作为夹层存在于四氧化铁磁核和聚丙烯酰胺外壳之间，并利用槲皮素模板洗脱后于mips上留下的孔对目标分子槲皮素进行特异性识别；
37、sio2能够防止mips中四氧化三铁的团聚，增大比表面积，同时可以作为界面改性剂，增强材料之间的粘附性、耐水性、耐化学性和耐热性；
38、go(氧化石墨烯)可以提高mips的导电性及sio2亲水性，sio2亲水后便于亲水丙烯酰胺的附着和聚合；另外，go表面的羟基和羧基等基团增强go的亲水性，同时表面丰富的基团为进一步修饰提供了可能，边缘的缺陷促进电子转移使go具有较强的电化学活性，且具有良好的包覆性；
39、mips(聚丙烯酰胺)用来特异性识别槲皮素；
40、sio2、go、mips三者相互作用，go可以提高mips的导电性及sio2亲水性，sio2亲水后便于亲水丙烯酰胺的附着和聚合，形成核壳结构，同时sio2增强聚合物的耐热性、耐候性和机械性能；同时sio2可以防止mips中四氧化三铁的团聚，增大比表面积；该复合材料有着核壳结构，核壳结构增大比表面积，提高识别效率，以四氧化三铁为磁核，聚丙烯酰胺为壳，利用槲皮素模板洗脱后留下的孔对目标分子进行特异性识别，该结构使mips拥有较大的比表面积，极大地提高了反应效率及检测灵敏性。
1.fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，其特征在于，四氧化三铁的质量、氧化石墨烯的质量、三乙氧基乙烯基硅烷的体积比为0.05g：0.02-0.04g：3-7ml。
3.根据权利要求1所述的fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，其特征在于，槲皮素与丙烯酰胺物质的量之比为1：3～7。
4.根据权利要求1所述的fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，其特征在于，丙烯酰胺物质的量、交联剂的体积、引发剂的质量、fe3o4@sio2@go的质量之比为0.06mmol：0.6-0.9ml：0.04-0.05g：0.05-0.06g。
5.根据权利要求4所述的fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，其特征在于，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、环氧氯丙烷或二乙烯基苯；
6.根据权利要求1所述的fe3o4@sio2@go@mips复合材料的制备方法，其特征在于，脱去模板的方法为：以甲醇和乙酸的混合溶液为洗脱剂，将槲皮素模板洗脱，并留下可特异性识别的位点；
7.一种权利要求1-6任一项所述制备方法制得的fe3o4@sio2@go@mips复合材料，其特征在于，所述fe3o4@sio2@go@mips复合材料以四氧化三铁为磁核，以聚丙烯酰胺为壳，二氧化硅和go作为夹层存在于四氧化铁磁核与聚丙烯酰胺外壳之间，并利用槲皮素模板洗脱后留下的孔对目标分子槲皮素进行特异性识别。
8.基于权利要求7所述的fe3o4@sio2@go@mips复合材料的电化学传感器，其特征在于，电化学传感器包括工作电极、参比电极、辅助电极及电解液，并将工作电极、参比电极及辅助电极共同置于电解液中；
9.一种权利要求8所述的电化学传感器在槲皮素超灵敏检测中的应用。
10.根据权利要求9所述的电化学传感器在槲皮素超灵敏检测中的应用，其特征在于，所述槲皮素超灵敏检测的具体步骤为：
