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苯巴比妥(Phenobarbital,PHN)属于巴比妥类的镇静及安眠药,由于该药可促进动物生长而被一些饲料企业或畜禽养殖场滥用为动物饲料添加剂,从而导致畜禽产品PHN残留超标,不仅对人体的生理机能造成危害,甚至致敏、致畸等。随着国家对饲料与食品安全严格的监督管理,制备可有效从食品样品的复杂基质组成中准确富集与分离PHN痕量待测物的新型固相萃取材料,建立准确、高效与快捷检测动物源性食品中PHN残留的方法都势在必行。分子印迹聚合物(Molecular Imprinting Polymers,MIPs)是以待测物质为印迹(或模板)分子制备的在空间结构和结合位点上与印迹分子完全匹配的新型高分子材料,该高分子聚合物材料由于对印迹(或模板)分子的形状、尺寸及官能团产生记忆效应,可选择性地从食品样品的复杂基质组成中吸附痕量待测物,提高检测方法的准确度。因此,具有特异吸附性的MIPs被广泛应用于食品安全监测等领域。近几年,为提高研发效率,越来越多研究者将分子模拟计算应用到MIPs的设计当中,为MIPs的制备提供更加准确的理论指导。本文借助于Gaussian 09程序Revision A.02版软件,采用量子化学M062X杂化泛函方法,以PHN为印迹分子,分别以4-乙烯基吡啶(4-Vinyl Pyridine,4-VPY)、丙烯酰胺(Acrylamide,AM)、甲基丙烯酸(Methacrylic Acid,MAA)、衣康酸(Itaconic Acid,IA)为功能单体,以二乙烯基苯(Divinylbenzene,DVB)、乙二醇二甲基丙稀酸酯(Ethylene Glycol Dimethacrylate,EGDMA)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯(Pentaerythritol Triacrylate,PETA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(Trihydroxymethylpropol Trimethylacrtlate,TRIM)为交联剂,及以水、乙腈、甲醇、四氢呋喃、氯仿、甲苯为溶剂,模拟了PHN与不同功能单体分子印迹自组装体系的构型,筛选得到与PHN印迹分子形成稳定复合物构型的最优功能单体,优化了交联剂和溶剂,并借助分子中原子理论(Atomic Theory In Molecules,AIM)揭示了PHN印迹作用的本质,同时讨论了PHN稳定复合物的选择性。计算结果表明:PHN印迹分子与IA功能单体是通过氢键形式相互作用,当PHN与IA比例为1:7,以TRIM为交联剂时,在甲苯溶剂中形成的PHN-IA有序排列的复合物构型能量最低,对PHN选择性最好。然后,以理论计算为指导,以IA为功能单体,TRIM为交联剂,甲醇为溶剂,采用沉淀聚合的方法制备了PHN-MIPs,并对其性能及其形态进行表征。静态吸附实验结果表明:最大表观吸附量Qmax和离解常数Kd分别为16.02 mg/g和94.97 mg/L。动态吸附实验结果表明:随着时间的变化,当时间达到450 min,吸附量达到最大,吸附速率不再变化。红外分析结果表明:谱带不仅变宽而且发生了红移,证明了氢键的形成。NIPs的平均粒径(180nm)小于PHN-MIPs的平均粒径(240 nm),且在280℃具有良好的热稳定性。最后,以低密度聚氯乙烯(Polyvinyl Chloridem,PVC)为包埋材料,四氢呋喃为溶剂,构建PHN-MIPs压电传感器,并应用于肉类中PHN超低残留量的检测。实验结果表明:在PH为7、PHN-MIPs添加量为150 mg、涂膜量20μL的条件下,传感器的响应频率最大,其最低检测限LOD为5.11 ng/mL,肉类样品中的5次检测循环回收率为94.64%98.70%。