组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
茶碱（theophylline）、咖啡因（caffeine）、可可碱（theobromine）；样品基质为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液（10–20 μg/mL）
检测原理
本文未构建完整传感信号，而是通过批量再结合实验评价MIP-CNT的识别性能。茶碱作为模板参与甲基丙烯酸（MAA）与乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）的紫外光引发共聚，洗脱模板后在MIP中形成与茶碱形状、官能团互补的印迹孔穴。当茶碱、咖啡因或可可碱加入时，茶碱优先与印迹孔穴结合，结合量随茶碱浓度升高而增加；溶液剩余浓度用275 nm紫外吸光度测定，据此计算结合容量。Scatchard线性关系用于估算平衡常数和总结合位点。作者设想MIP-CNT可用作CNT场效应晶体管探针，结合事件可能改变CNT界面电荷或电导，但文中未给出实际FET信号读出。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
MIP-CNT对茶碱表现出明显选择性。120 min时，MIP对茶碱、咖啡因和可可碱的结合容量分别为1.2、0.26和0.21 μmol/g polymer-CNT，而NIP对茶碱和咖啡因的结合容量为0.27和0.19 μmol/g；MIP对茶碱的结合约为咖啡因和可可碱的4–6倍。Scatchard分析显示，茶碱与MIP的平衡常数为2.87×10^3 M^-1，总结合位点为2.12 μmol/g，高于咖啡因的9.07×10^2 M^-1和0.896 μmol/g。元素分析、SEM和TGA证实iniferter与MIP成功接枝。原文未报告稳定性、重现性、实际样品回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的对比。作者主张MIP可替代抗体或酶，用于CNT场效应晶体管生物传感器。
传感器的构成
- 基底/纳米材料：多壁碳纳米管（MWCNT/CNT），提供高比表面积和潜在FET通道材料
- 表面功能化层：吐温20（Tween 20），通过疏水作用吸附于CNT侧壁并引入羟基
- 硅烷偶联层：3-氯丙基三甲氧基硅烷（3-chloropropyltrimethoxysilane），与羟基反应引入氯丙基
- 引发转移终止剂层：N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠（sodium N,N-diethyldithiocarbamate）与氯丙基反应形成光活性iniferter
- 识别元件：茶碱印迹聚合物（MIP），由甲基丙烯酸（MAA）和乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）在茶碱模板存在下UV光引发接枝共聚形成
- 模板分子：茶碱（theophylline），用于形成特异性结合位点，洗脱后留下印迹孔穴
中文摘要
本研究将分子印迹聚合物（MIP）接枝到引发转移终止剂（iniferter）修饰的碳纳米管（CNT）表面。首先利用吐温20（Tween 20）通过疏水作用吸附于多壁碳纳米管侧壁，引入羟基；随后用3-氯丙基三甲氧基硅烷进行硅烷化，引入氯丙基；再与N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠反应，在CNT表面形成光活性iniferter基团。以茶碱为模板，在紫外光引发下使甲基丙烯酸（MAA）与乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）共聚，从而在CNT表面接枝形成茶碱印迹聚合物。采用元素分析、扫描电子显微镜和热重分析对MIP-CNT进行表征。结果表明，茶碱印迹聚合物对茶碱的结合容量高于非印迹聚合物，并对茶碱表现出优于咖啡因和可可碱的选择性；茶碱与咖啡因的结合数据同Scatchard图良好相关。作者认为该MIP-CNT材料可潜在用作基于CNT场效应晶体管生物传感器的识别探针。
英文摘要
Molecularly imprinted polymers (MIPs) were grafted on iniferter-modified carbon nanotube (CNT). Tween 20 was first immobilized on CNT by hydrophobic interactions. The hydroxyl-functionalized CNT was modified by silanisation with 3-chloropropyl trimethoxysilane. The iniferter groups were then introduced by reacting the CNT-bound chloropropyl groups with sodium N,N-diethyldithiocarbamate. UV light-initiated copolymerization of ethylene glycol dimethacrylate (crosslinking agent) and methacrylic acid (functional monomer) resulted in grafting of MIP on CNT for theophylline as a model template. MIPs grafted on CNT were characterized with elemental analysis, scanning electron microscopy, and thermogravimetric analysis. The theophylline-imprinted polymer on CNT showed higher binding capacity for theophylline than non-imprinted polymer on CNT and selectivity for theophylline over caffeine and theobromine (similar structure molecules). The data of theophylline and caffeine binding into the theophylline-imprinted polymer correlated well with the Scatchard plot. These MIPs on CNT can potentially be applied to probe materials in biosensor system based on CNT field effect transistor.