新型诺氟沙星分子印迹聚合物的设计、合成及其吸附行为研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:tc13709479876
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诺氟沙星作为一种广谱类氟喹诺酮类抗菌药,在动物养殖业中被广泛应用,主要用于动物疾病的防治。可是诺氟沙星等抗菌药的使用也有一些弊端,比如会在动物体内产生残留并通过多种渠道转移到人体内,从而对人类健康构成威胁;同时这些抗菌药只有小部分被生物体摄入,大部分没有被摄入的以药物原型流入到环境体系中,对环境地表水和土壤造成了污染。随着人们环保意识的提高,去除诺氟沙星的手段越来越多样化。分子印迹技术(MIT)可以针对特定的目标物质制备出对其有特异识别能力的聚合物。分子印迹聚合物(MIPs)作为一种新型吸附剂由于其制备简单,具有稳定物理化学性质,有高效选择性等优点在检测和防治工作中被广泛应用。但是,现阶段分子印迹体系的筛选工作大都存在工作量较大,周期较长的缺陷。近年来,将分子模拟技术应用到分子印迹体系的优化、分子间识别机理分析等方面的研究越来越多。本论文结合分子印迹技术和分子模拟技术,以诺氟沙星(NOR)为模板分子,设计合成了三种诺氟沙星分子印迹聚合物,并对其各方面性能进行了研究。主要包括以下三个方面:(1)利用分子动力学对分子印迹预聚合体系进行模拟,通过径向分布函数分析确定模板分子、功能单体、交联剂和溶剂之间的最佳定量关系。使用本体聚合方法制备出不同比例组分的分子印迹聚合物材料。通过一系列手段表征其形态结构发现NOR-MIPs具有较大的孔体积和比表面积。实验结果表明,当模板分子(NOR)、功能单体(MAA)、交联剂(EGDMA)的比例为1:8:40时,制备出的NOR-MIPs吸附性能为最佳,静态吸附下最高吸附容量为29.35 mg/g,且120 min快速达到吸附平衡。另外,NOR-MIPs对NOR拥有很好的特异性识别能力,并且具有良好的重复利用性。(2)以硅球为载体,引入温敏性单体NIPAM以及亲水性交联剂MBA,以NOR为模板,制备温敏性分子印迹聚合物(TMIPs),实现通过控制外界温度来控制吸附量的大小,利用多种手段对形貌结构,吸附性能,选择再生性能进行研究。吸附实验结果表明,TMIPs对NOR的吸附过程与准二级动力学模型更相符,且在35℃下吸附容量最高,为46.8mg/g。另外在温敏性能的评估中,发现实验制备的TMIPs温度敏感性能良好且具有高效选择性以及再生性。(3)以四氧化三铁为磁性载体,制备出磁性温敏分子印迹聚合物(T-MMIPs)。通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、热重分析(TGA)等方法对T-MMIPs的形态和成分进行表征。结果表明T-MMIPs在具有温度敏感性的同时还具有超顺磁性,能够在应用过程中通过外接磁场快速分离,方便高效。在35℃下T-MMIPs对NOR的吸附动力学数据与准二级动力学模型更相符。吸附等温线数据更符合Lamgmuir线性模型,平衡吸附量达到52.85 mg/g。通过选择性实验表明T-MMIPs具有高效识别能力和特异性选择性。
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