具体实施方式

实施例1：

用于选择性分离富集马兜铃酸I的温敏型磁性分子印迹聚合物的制备，主要包括以下几个步骤：（1）氧化石墨烯（GO）的制备；（2）磁性氧化石墨烯（[email protected]）的制备；（3）二氧化硅包覆的磁性氧化石墨烯（[email protected]@SiO₂）的制备；（4）温敏型磁性分子印迹聚合物（TMMIPs）的制备。制备流程如图1所示。

（1）氧化石墨烯（GO）的制备

称取1.0 g石墨和1.2 g硝酸钾，混合均匀，加入46 mL冰镇过的浓硫酸（98%），在冰水浴条件下搅拌30 min。将6.0 g高锰酸钾缓慢加至上述混合分散溶液中，继续在冰水浴中搅拌15 min。撤去冰水浴，将反应体系的温度升至 35 ℃，搅拌1 h，然后缓慢加入90 mL去离子水，将反应体系的温度升至98 ℃，持续搅拌30 min；再缓慢倒入200 mL热的去离子水中，反应温度控制在98 ℃。接着，逐滴加入6 mL 过氧化氢（30%），直至溶液颜色由深棕色变为亮黄色；趁热离心，离心沉淀物依次用20 mL 盐酸（5%）和200 mL去离子水洗涤三次至上清液呈中性，且无 SO₄ ^2- 残留，真空干燥后得到氧化石墨烯（GO）。

（2）磁性氧化石墨烯（[email protected]）的制备

称取0.45 g GO加至70 mL乙二醇中，超声分散3 h，依次加入1.4 g 氯化铁(Ⅲ)六水合物和2.8 g 无水乙酸钠。搅拌30 min后，将混合物转移至100 mL聚四氟乙烯和不锈钢高压釜中，在200 ℃下加热8 h。在外磁场作用下分离，依次用超纯水和乙醇淋洗产物，真空干燥后得到磁性氧化石墨烯（[email protected]）。

（3）二氧化硅包覆的磁性氧化石墨烯（[email protected]@SiO₂）的制备

称取0.5 g [email protected]分散于49.5 mL无水乙醇中，在冰水浴下加入6.3 mL去离子水和2.2 mL 正硅酸乙酯，搅拌10 min后，逐滴加入2 mL浓氨水，继续搅拌12 h。混合物在外磁场下分离，产物用无水乙醇洗涤三次，真空干燥后得到二氧化硅包覆的磁性氧化石墨烯（[email protected]@SiO₂）。

（4）温敏型磁性分子印迹聚合物（TMMIPs）的制备

以马兜铃酸I（AAI）为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）为功能单体，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为温敏型功能单体，二乙烯基苯（DVB）为交联剂，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，相应的摩尔比为n (AAI) : n (NIPAM) : n (MAA) : n (DVB) = 1 : 6 : 6 : 20，AIBN的添加量约为反应物总质量的5%。具体步骤如下：称取0.01365 g AAI置于100 mL圆底烧瓶中，依次加入2.4 mL浓度均为100 mmol/L的NIPAM溶液和MAA溶液，再加入35.2 mL乙腈，在4 ℃下预聚合12 h。取0.13019 g DVB与5 mL乙腈溶液混合，加至上述预聚液中，再加入150 [email protected]@SiO₂，超声通氮，将反应体系升温至60 ℃。接着，取10 mg AIBN与5 mL乙腈溶液混合，逐滴缓慢加入到混合液中，在氮气氛围下搅拌24 h。对外磁场分离收集得到的聚合物先用乙腈淋洗，再用乙醇-乙酸溶液（9:1，v/v）洗脱，最后用甲醇洗去多余的乙酸，真空干燥后得到温敏型磁性分子印迹聚合物（TMMIPs）。

采用相同方法，不加模板分子制备空白温敏型磁性分子印迹聚合物（TMNIPs）。

效果实施例：

（一）用于选择性分离富集马兜铃酸I的温敏型磁性分子印迹聚合物的特性

对合成中所用的GO、[email protected]、[email protected]@SiO₂及制备所得的TMMIPs和TMNIPs进行了一系列的材料表征，包括透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射、热重分析、氮气吸附-脱附等温线及孔径分布等。其表征结果如下：

1. 透射电子显微镜扫描分析

从图2（a）可以清晰看到GO呈现褶皱的薄层片状结构。在图2（b）中，Fe₃O₄磁性纳米粒子为比较规整的球形形貌，它们很好地组装在GO片层上，其粒径大约为173-205 nm。经SiO₂包覆后，图2（c）中 GO上的磁性纳米颗粒表面变得更加光滑，粒径分布在205-259 nm。与[email protected]@SiO₂相比，图2（d）中TMMIPs由颜色深的实心核层和颜色较浅的印迹层组成，尺寸明显增大，约为307-329 nm。图2（e）中TMNIPs与TMMIPs形貌类似，粒径约为236-309 nm。这表明印迹聚合物已修饰在[email protected]@SiO₂表面，由此可以估算出印迹层厚度约为35-51 nm。

2. 傅立叶红外光谱分析

图3中， 3424 cm^-1处归属于-OH伸缩振动峰，1720 cm^-1和1619 cm^-1处分别属于C=O和骨架碳（C=C）峰，1225 cm^-1、1052 cm^-1则是C-O、烷氧基的伸缩振动峰，这些峰的存在证明石墨成功变成GO；588 cm^-1 处为Fe-O 的伸缩振动峰，这表明 Fe₃O₄磁性纳米粒子覆盖在氧化石墨烯表面，1082 cm^-1、957 cm^-1、801 cm^-1与463 cm^-1处分别是Si-O-Si、Si-O-H、Si-O与Si-O-Fe的伸缩振动峰，这表明SiO₂成功包覆在磁性氧化石墨烯表面。1652 cm^-1处的吸收峰为C=C的伸缩振动峰，1729 cm^-1与 1439 cm^-1处分别是C=O与C-N的吸收振动峰，表明了N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸两种功能单体的存在。此外，相对于[email protected]@SiO₂的红外谱图，TMMIPs和TMNIPs红外图谱中的1082 cm^-1与 957 cm^-1处的吸收峰强度明显减弱，这是由于[email protected]@SiO₂表面有聚合物形成。

3. X射线衍射图谱分析

由图4可知，在2θ为11°附近一个尖锐的衍射峰，对应GO中（001）晶面的特征峰，说明石墨结构已被破坏，形成了GO的晶体结构。GO经修饰后，在2θ为30°、35°、43°、53°、57°和63°附近出现了Fe₃O₄磁性纳米粒子的五个特征衍射峰，分别对应Fe₃O₄的（220）、（311）、（400）、（422）、（511）和（440）晶面，说明所制备的[email protected]、[email protected]@SiO₂、TMNIPs和TMMIPs中均含有Fe₃O₄晶相。

4. 热重分析

由图5可知，GO的热重曲线在55-150 ℃范围内出现了一定的失重情况，这主要是样品中吸附的水分蒸发的缘故。而在218 ℃附近继续出现了较大的质量损失，这归因于GO表面大量含氧功能基团被移除，也从侧面证明了所合成的GO的表面含有丰富的含氧基团。相比于GO，[email protected]和[email protected]@SiO₂则在500 ℃附近出现较大的质量损失，这是由于在GO片层结构中引入了Fe₃O₄磁性纳米粒子，使其稳定性增强；经SiO₂包覆后，[email protected]@SiO₂的有机组分含量增加，其质量损失较[email protected]更多。TMMIPs在470-680 ℃范围损失较大，之后趋于平稳，可能是由于SiO₂层及分子印迹层因高温分解所致。TMNIPs的热重曲线趋势与TMMIPs基本一致，但TMMIPs样品的热稳定性更好。

5. 氮气吸附-脱附等温线及孔径分布

图6A显示了TMMIPs和TMNIPs的氮气吸附-脱附等温线。可以看到，当相对压力P/P₀小于0.9时，气体的吸附量比较低，曲线的斜率比较小。然而，当相对压力P/P₀大于0.9时，气体吸附量明显增大，曲线的斜率显著增加。同时脱附曲线和吸附曲线比较接近，但还是略高于吸附曲线，TMNIPs也有相似的氮气吸附和脱附等温线。由图6B可知，TMMIPs和TMNIPs的孔径分布比较集中，且平均孔径较小。TMMIPs比 TMNIPs的孔径大，证明在TMMIPs中形成了由模板分子形成的特异性识别位点。这些狭小的孔径对TMMIPs特异性识别目标化合物发挥了重要作用。

（二）用于选择性分离富集马兜铃酸I的温敏型磁性分子印迹聚合物的温度刺激响应性

为考察TMMIPs的温度刺激响应性，其具体实验步骤如下：（i）3 mg TMMIPs分散于3mL浓度为30 mg/L的AAI甲醇溶液中，在不同的温度条件（25-50 ℃）下振荡12 h，磁吸后用0.22 μm有机滤膜过滤，通过HPLC-DAD测定上清液中的AAI浓度，TMMIPs对特定浓度AAI的吸附量为初始量减去剩余量；（ii）3 mg TMMIPs分散于3 mL浓度为30 mg/L的AAI甲醇溶液中，在35 ℃的温度条件下振荡12 h，经外界磁场分离后，将上述吸附有AAI的TMMIPs再次分散于3 mL乙醇-乙酸（9:1, v:v）溶液中，在不同的温度条件（25-50 ℃）下洗脱12 h，磁吸后用0.22 μm有机滤膜过滤，通过HPLC-DAD测定上清液中的AAI浓度，并计算出脱附容量。

温度刺激响应性结果如图7所示，随着温度的升高，TMMIPs对目标化合物AAI的亲和性增大，当温度在35 ℃时，TMMIPs表现出较高的吸附量，而当温度高于35 ℃时，TMMIPs对目标化合物的识别能力大大降低。这表明TMMIPs对AAI具有随温度变化的热开关效应，这是由于在聚合过程中加入了温敏型功能单体NIPMA，其低临界温度（LCST）约为33 ℃，在温度刺激下，NIPAM中的亲水性酰胺基和临界疏水性异丙基都可能导致TMMIPs发生可逆体积转变。也就是说，当温度高于LCST（如45 ℃和50 ℃）时，由于NIPAM单元引起聚合物的收缩，阻止AAI进入印迹空腔，从而呈现弱反应性。相反，当温度接近LCST（如35 ℃）时，NIPAM单元引起聚合物的溶胀，使之与AAI的结合位点数目增加，印迹效果显著提高。由此，在不同温度的条件刺激下，可以实现对模板分子AAI的可控识别和可控洗脱，将35 ℃作为TMMIPs对目标化合物AAI的最佳吸附温度，45 ℃作为最佳脱附温度。

（三）用于选择性分离富集马兜铃酸I的温敏型磁性分子印迹聚合物的吸附性能

温敏型磁性分子印迹聚合物的吸附性能主要通过静态吸附实验、动态吸附实验和选择性吸附实验进行考察，每组实验平行测定三次。（i）静态吸附实验的步骤如下：3 mgTMMIPs/TMNIPs分散于3 mL不同浓度的AAI甲醇溶液中，在35 ℃的温度条件下振荡12 h，磁吸后用0.22 μm有机滤膜过滤，通过HPLC-DAD测定上清液中的AAI浓度。（ii）动态吸附实验的步骤如下：40 mg TMMIPs/TMNIPs分散于40 mL浓度为15 mg/L AAI甲醇溶液，在35 ℃的温度条件下振荡，间隔不同时间取出一定量的溶液，磁吸后用0.22 μm有机滤膜过滤，再用HPLC-DAD进行定量。（iii）选择性吸附实验的步骤如下：3 mg TMMIPs/TMNIPs分散于3 mL浓度为15 mg/L AAI及其结构类似物（马兜铃酸II（AAII）、马兜铃内酰胺I（ALI）、苯甲酸、对硝基苯酚和丹参酮IIA）的混合溶液中，在35 ℃下振荡12 h，磁吸后用0.22 μm有机滤膜过滤，通过HPLC-DAD测定上清液中的AAI浓度。

静态吸附结果如图8A所示，TMMIPs和TMNIPs对AAI的静态饱和吸附量分别为 8.51mg/g、2.60 mg/g，印迹因子α为 3.27。TMNIPs与TMMIPs的吸附曲线趋势一致，但在各浓度下对AAI的吸附量均较低。为了进一步分析静态吸附的状态，对TMMIPs/TMNIPs的实验数据进行了Langmuir和Freundlich等温线模型拟合处理，评判其结合均匀性，结果见图 9A。对TMMIPs来说，两种模型拟合的结果相近，其中Freundlich有最好的拟合效果，相关系数R² =0.8752。此外，通过Langmuir模型计算可知TMMIPs和TMNIPs对AAI的最大理论吸附量分别达到12.89和3.15 mg/g，对实验结果分析提供了一定的参考。

动态吸附结果如图8B所示，TMMIPs各时间段对AAI的吸附量均比TMNIPs大。TMMIPs吸附速率先快后慢，在前60 min直至吸附平衡，TMNIPs则需210 min左右才能达到吸附饱和状态，且吸附量很低。由此可知TMMIPs中的有效识别位点较多，与模板分子AAI的结合作用较强且迅速。为了进一步研究动态识别能力，采用Pseudo-first-order、Pseudo-second-order、Elovich和Intraparticle diffusion四种动力学吸附模型进行拟合，得到相关参数。如图9B所示，其中Pseudo-second-order模型具有最高的拟合效果，相关系数最高（R² =0.9886），对TMMIPs吸附AAI的过程提供了最合适的吸附模型。通过Pseudo-second-order模型计算得到平衡时的TMMIPs和TMNIPs理论吸附容量分别为9.10 mg/g和2.53 mg/g，与实验测得的饱和吸附量结果比较一致，能较好的预测动力学识别过程。因此，TMMIPs的动态吸附过程符合Pseudo-second-order动力学模型。

选择性吸附结果如图8C所示，TMMIPs对AAI吸附量最高，对与其结构相近的化合物有少量吸附，而TMNIPs对各种化合物的吸附量均较低，从大致上看无规律性。对于分子结构越简单或与AAI结构越相近的化合物，如AAII和ALI，TMMIPs的吸附量相对偏高；对于苯甲酸、对硝基苯酚、丹参酮IIA等分子结构与AAI差别较大的化合物，TMMIPs的吸附量较低，其选择性系数在1.49-3.12范围内，证明TMMIPs对AAI具有识别特异性。

（四）用于选择性分离富集马兜铃酸I的温敏型磁性分子印迹聚合物的重现性

为评估TMMIPs的重复使用能力，具体流程如下：30 mg TMMIPs分散于30 mL浓度为10 mg/L的AAI甲醇溶液中，在35 ℃的温度条件下振荡12 h，磁吸后用0.22 μm有机滤膜过滤，通过HPLC-DAD测定上清液中AAI的浓度。使用乙醇-乙酸（9:1, v:v）溶液作为解析液，将吸附目标分子的TMMIPs在45 ℃的温度条件下洗脱，干燥后再重复进行上述实验。

结果如图10所示，经过七次的吸附-解吸循环后，TMMIPs并没有显著减少对AAI的吸附能力，仍保持较好的回收效果，回收率为91.16%，标准误差低于1.07%，超过七次重复使用后，其回收效果开始低于90%。这说明合成的印迹聚合物具有良好的可重用性和再生能力，对模板分子AAI具有高回收率和良好的稳定性，能满足反复多次使用的要求，经济实用性强，有利于其推广。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和发明构思，作出相应改变和替代，而且性能或用途相同，都应当视为本发明的保护范围。