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所谓分子印迹是缘于高分子化学、生物化学、材料化学和分析化学等学科的一门交叉学科,属于超分子化学研究范畴,其发展近年来受到人们极大的关注。分子印迹技术源于生化领域的分子识别概念,它模拟自然界所存在的分子识别作用,采用人工方法制备出对特定的目标分子具有特异识别性和亲和性的聚合物。制得的分子印迹聚合物选择性高、稳定性好、使用寿命长、抗恶劣环境能力强,在环境监测、食品工业、药物分析及临床医学等领域展现出广阔的应用前景。本文综述了分子印迹聚合物的基本原理、制备方法及其在环境分析中的应用。
本文采用分子印迹技术,利用本体聚合和沉淀聚合两种方法在乙腈溶液中,以甲基丙烯酸(M从)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,合成了水杨酸分子印迹聚合物。本实验通过电镜下观察沉淀印迹聚合物微球的形状大小及分散性讨论了沉淀聚合中溶剂体积对聚合物微球的影响。通过静态吸附实验及底物选择性识别实验考察了聚合物的吸附性能,结果表明两种方法制得的聚合物对水杨酸都呈现出特异吸附性和亲和力,沉淀印迹聚合物比本体聚合物有更强的吸附力。由Scatchard方程分析表明,在所研究的浓度范围内,印迹聚合物存在两类结合位点,高亲和力的结合位点的离解常数Kd1=7.95×10-4mol/L,最大表观结合量Qmax1=19.32μmol/g;低亲和力的结合位点离解常数Kd2=7.66×10-3mol/L,最大表观结合量Qmax2=78.28μmol/g。以水杨酸的异构体为竞争底物时,该聚合物对水杨酸有很好的特异性吸附功能,可用于水杨酸异构体的富集分离。
采用沉淀聚合方法,以三唑酮为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,乙腈为致孔剂制备出三唑酮分子印迹聚合物。对三唑酮印迹聚合机理作了细致探讨,并通过平衡吸附实验研究聚合物的识别特性,实验结果均证实了该分子印迹聚合物对三唑酮呈现均匀的亲和力,表现出特异吸附性。对印迹聚合物进行Scatchard分析得出存在两种结合位点,高亲和力的结合位点的离解常数Kd1=2.2×10-4mol/l,最大表观结合量Omax1=52.2μmol/g;低亲和力的结合位点离解常数Kd2=1.23×10-3mol/l,最大表观结合量Qmax2=150.5μmol/g。对三唑酮印迹聚合物的吸附动力学研究也证实了其对模板分子的特异吸附性能。