磺胺类分子印迹聚合物制备与产品开发研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbshisegui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
磺胺类(Sulfonamides,SAs)是一类人工合成的抗菌药物,广泛用于治疗和预防动物敏感细菌和原虫性感染。目前由其滥用和误用引起的残留问题十分普遍,在该类药物中尤以磺胺二甲基嘧啶(Sulfamethazine,SM2)的残留最为广泛和严重。鉴于已建立的各种样品处理和检测方法存在很多不足,开发新的样品处理和检测方法尤为必要。分子印迹技术是采用人工方法制备的对某种目标分子具有特异性识别能力的聚合物的技术。它的显著特点是具有预定性、识别性和实用性。分子印迹聚合物具有对目标分子的特异性选择作用、对外界极端环境的耐受性强、并且可以多次重复使用、成本低廉、制备相对简便。这些区别于其他技术的突出优势使得其在固相萃取、分子印迹色谱、膜分离和仿生传感等方面越来越受到重视。为了实现对以SM2为主的多种SAs的多残留检测,本文运用分子印迹技术,采用结构和特性不同的氨苯磺胺(Sulfanilamide,SN)、SM2和磺胺甲(?)唑(Sulfamethoxazole,SMZ)作为研究的对象,制备和表征了这三种药物的块状分子印迹聚合物和印迹聚合物微球。对在同一个合成体系中合成的三种模板分子的印迹聚合物的识别机理进行了分析。将表征效果最好的块状印迹聚合物进行固相萃取柱的装填,并建立了猪肌肉和肝脏中基于分子印迹固相萃取柱的多种SAs的固相萃取方法,用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测定了其在实际样品中的回收率。将印迹效果最好的印迹聚合物微球包被于聚苯乙烯的酶标板上,建立了其对SM2的标准曲线。具体研究内容如下:1.块状印迹聚合物的制备和表征。分别采用三种不同的引发方式(热引发、氧化还原引发和紫外光引发)进行三种模板分子(SN、SM2和SMZ)的印迹,通过对其进行吸附性能的表征后发现这三种不同的引发方式所合成的印迹聚合物的吸附性能从高到低依次为紫外引发、氧化还原引发、热引发。试验采用正交设计考察了单体种类、溶剂量、投料比和反应时间这四个因素的影响,其最佳的聚合条件是:单体为甲基丙烯酸,溶剂量10mL,投料比为1:4:20,反应时间24h。其中紫外引发合成的SN、SM2和SMZ块状印迹聚合物的印迹因子分别为2.7524、9.3779和2.7102,平衡吸附量分别为7.9457mg/g、9.4417mg/g和6.3393mg/g,平衡吸附时间分别是18h、16h和18.5h。对预聚体的红外光谱分析发现预聚体在3000cm-1-4000cm-1之间出现较明显的吸收峰,显示模板分子和单体之间存在较强的氢键作用。对经不同方式引发的聚合物进行电镜扫描,发现块状聚合物上存在很多空腔结构,这些空腔可能就是参与吸附的关键部位。通过元素分析计算的SN、SM2和SMZ三种块状印迹聚合物的模板洗脱效率分别为85%、88%和83%。对印迹聚合物的选择性评价表明,以SM2为模板分子所合成的印迹聚合物对多种残留严重的SAs有较高的印迹效应,最适于SAs的多残留分析。对SM2印迹聚合物的等温吸附曲线分析表明模板分子的印迹聚合物较非模板分子的印迹聚合物的吸附量随溶液浓度的增高差别逐渐加大。Scatchard分析表明在模板分子的印迹聚合物上存在着对目标分子具有选择性识别作用的高选择性位点和低选择性位点,而非模板分子的印迹聚合物只有一种低选择性的吸附位点。其中含模板SM2块状印迹聚合物的KD1=3.6428μmol/L,Qmax1=170.5078μmol/g;KD2=0.6221μmol/L,Qmax2=91.8635μmol/g:非模板SM2块状印迹聚合物的KD=6.4582μmol/L,Qmax=88.2173μmol/g。印迹聚合物热重和差热分析表明含模板SM2块状印迹聚合物的分解温度为218.22℃,吸热峰值温度为303.38℃。2.分子印迹固相萃取柱的制备及其在样品处理中的应用。在试验中采用湿法将块状印迹聚合物装柱,用HPLC法测定了柱子的柱容量,建立并优化了分子印迹固相萃取柱对多种SAs标准品的固相萃取方法,初步筛选出上柱溶剂为5%甲醇水,淋洗溶剂为10%的甲醇水,洗脱溶剂为甲醇乙酸水混合液(V/V/V,45:5:50),在对实际样品进行检测时除对固相萃取的溶剂进行了优化,测定了分子印迹固相萃取柱在实际样品中的回收率,最后对分子印迹固相萃取柱的重复性进行了考查并与商品化固相萃取柱做了比对。结果显示,分子印迹固相萃取柱在实际样品中的回收率可达到85%以上,可经再生后重复使用10次以上,但变异系数稍高于商品化的固相萃取柱,这主要与装柱的工艺有关,在这方面还需进一步优化装柱的工艺流程。3.分子印迹聚合物微球的制备和表征。分别采用热引发和紫外引发进行SM2的印迹,通过对其进行吸附性能的表征,发现这紫外引发所合成的印迹聚合物的吸附性能较热引发稍高。试验采用正交设计考察了溶剂量、单体种类、单体量、交联剂量这四个因素的影响。其最佳的聚合条件是:单体为甲基丙烯酸,溶剂量50mL,单体量为5mmol,交联剂量为15mmol。紫外引发合成的SM2印迹聚合物微球的印迹因子为2.8812,平衡吸附量9.9202mg/g,平衡吸附时间9.5h。对预聚体的红外光谱分析发现,模板分子和单体之间存在较强的氢键作用,对不同投料比的聚合物进行电镜扫描发现当SM2:单体:交联剂为1:10:30时可形成微球形的印迹聚合物。印迹聚合物的选择性评价表明,以SM2为模板分子所合成的印迹聚合物微球对多种残留严重的SAs有较好的识别能力。通过元素推测印迹聚合物微球的洗脱效率为86%。对印迹聚合物的等温吸附曲线和Scatchard分析显示含模板SM2印迹聚合物微球上存在着对目标分子具有选择性识别作用的高选择性和低选择性位点,其KD1=8.2872μmol/L,Qmax1=369.2194μmol/g;KD2=0.5475μmol/L,Qmax2=93.6572μmol/g;而非模板SM2印迹聚合物微球只有低选择性的吸附位点,其KD=2.5045μmol/L,Qmax=114.2378μmol/g。印迹聚合物热重和差热分析显示含模板SM2印迹聚合物的分解温度为205.90℃,吸热峰值温度为387.02℃。4.分子印迹ELISA方法的研究。通过对黏合剂不同有效黏合浓度的筛选,最后选择0.1%的聚乙烯醇作为黏合剂进行印迹聚合物微球的包被。采用戊二醛偶联法合成了SM2的酶标抗原,通过方阵滴定筛选出最佳的包被浓度为1:8,最佳酶标抗原工作浓度为1000μg/L,最佳的竞争时间为60min。最后在最佳的竞争条件下建立了SM2的标准曲线,其中IC50为494.00±30.00μg/L,最低检测限为32.3μg/L,但当对实际样品处理后检测时发现没有出现孔间梯度,且孔间的OD值的变异没有线性关系和特殊规律,这可能与印迹聚合物的识别精确性较大关系。本论文首次分析了不同引发方式对块状印迹聚合物和印迹聚合物微球吸附性能、形貌等方面的影响,建立了SAs在实际样品中的固相萃取方法。首次采用沉淀聚合的方法合成了SM2的印迹聚合物微球并对该药的分子印迹ELISA方法进行了探索。本文的试验结果证明了模板印迹聚合物和非模板印迹聚合物识别能力的差异,从理论上模拟了生物性抗体的识别过程和方式,揭示了分子识别的作用方式,对抗体生产和制备工艺的简化开辟了新的途径。所进行的印迹聚合物和固相萃取柱的制备可以用于动物性食品中SAs多残留的分析。SM2分子印迹ELISA方法的研究将为该类药物和其他的小分子物质ELISA检测方法的建立提供建设性的思路,这些研究结果必将对该类药物和其他小分子物质的富集和痕量分析产生积极的影响。
其他文献
目标跟踪是计算机视觉领域的重要研究方向,受到国内外研究学者的普遍关注。行人跟踪作为目标跟踪一个重要分支,是模式识别及机器学习领域的研究热点之一,被广泛应用于智能监
卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)在图像、语音、人脸识别等领域发展迅速,尤其在图像领域表现出色。现实中对传统算法的应用往往依托于体积小、功耗低的嵌入式
对童年生活的关照与研究,是教育学界一个古老而常新的论题。一定意义上,儿童童年生活的状态将会与他们未来人生乃至社会发展的走势密切相关。本文选取从课余生活这一视角,以访谈和个案分析为主要研究方法,考察当下部分小学生童年生活的挣扎处境,意图对当代深陷“成人化”和“工具化”的儿童童年生活进行描述与呈现,唤起人们对挣扎的童年生活的关注,进而为人们理性的认识儿童的童年生活提供参照。具体来说,本研究主要依据儿童
在多元文化的时代背景下,当代绘画有了新的发展,背景图像也具有了一定的象征性。当代绘画背景图像的象征性,是画家对背景图像赋予新的意义和象征,运用中西方经典、古今文化、个人情感、时代观念等方式,同时它是一种对当代绘画“观念”的体现,画家们强调精神体验,而不是简单的技术呈现。画家根据自己创作的需要进行背景图像布局,为了寻求画面突破的精神,努力创造出新观念和新图式,对中西文化内在精神的探究,他们通过现代的
本试验以仔猪不同组织和猪肠上皮细胞系IPEC-J2为研究对象,利用生物信息学对猪NLRP9蛋白的结构、理化性质以及相互作用蛋白进行分析预测;利用实时荧光定量PCR、免疫印迹、免
2007年金融危机以后,各国银行监管当局为解决金融危机造成的一系列混乱问题,保证经济和金融体系的平稳运行,采取了一系列严格的监管措施,巴塞尔委员会也于2010年颁布了新的银
目的:从临床手术需求出发利用螺旋CT对副肾动脉显示的CT影像资料,结合三维重建技术处理后,对副肾动脉的共性解剖特征进一步做细致分析,以期为基于CT的副肾动脉“精细”“定位
自“封山禁牧”政策实行以来,作为陕北羊产业当家品种的陕北白绒山羊的养殖模式从放牧转为舍饲。随着舍饲养殖的进行,养殖成本也相应增加,对养殖效率和生产力提出了更高的要
目的:探讨血清adropin、osteocalcin水平与2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病的关系。方法:按照入选标准和排除标准选取2017年4月至2018年1月遵义医学院附属医院住院患者及同期
改革开放以来,我国经济的高速发展离不开政府建设投资。而在过去几年我国政府投资建设的项目中,水利工程是极为重要的一类项目。近年来,随着国家对水利工程建设的日益重视,我