新型分子印迹聚合物的制备及吸附性能的研究

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分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique,MIT)是制备对特定分子具有专一识别性能聚合物的新技术,即分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers,MIPs)。MIPs具有预定性、专一性和实用性等三大特性,分子印迹技术在分离提纯、生物模拟、免疫测定及痕量分析等领域显示了优越性,具有广阔的应用前景。本文对分子印迹技术的基本原理、分子印迹聚合物的制备方法、应用领域和表征方法进行了较为全面的综述,另外还介绍了磁性复合印迹微球的制备方法,对分子印迹技术当前存在的问题和未来的发展趋势进行了分析和展望。本研究分为三大部分,首先采用无皂乳液聚合法制备了微米级的聚苯乙烯微球,并以之为种球,利用单步溶胀聚合法制备了加替沙星的分子印迹聚合物;然后采用传统的施拖贝尔方法制备了单分散性的SiO2,硅烷偶联剂MPS(γ-methacrylic propyltrimethoxysilane)对表面进行改性后,分散聚合方法合成SiO2-St,并以之为种球,制备鱼藤酮的分子印迹聚合物;最后以Fe3O4粒子为磁性组分,以酪氨酸(Tyr)为模板分子,MAA和AM的混合物为功能单体,制备了磁性分子印迹聚合物,并研究了聚合物的吸附行为和分子识别性能。采用扫描电镜、紫外光谱、红外光谱、荧光光谱等方法对聚合物进行表征。研究表明,以聚苯乙烯为种球,水相中制得的加替沙星分子印迹聚合物微球(Molecularly Imprinted Polymers microspheres,MIPMs),可结合三个功能单体,MIPMs的粒径分布较宽,表面粗糙,具有一定层次孔径分布,有利于底物和结合位点的接触,Ssatchard分析MIPMs在识别过程中存在两类结合位点。而以SiO2-St复合微球为种球,水相中制的鱼藤酮MIPMs在平衡吸附分离实验中表现出更好的吸附能力,且有很好的再生性能。研究还表明,以Fe3O4粒子为磁性组分,MPS改性的Fe3O4粒子为种球,Tyr为模板分子,MAA和AM的混合物为功能单体,制备的磁性分子印迹聚合物呈规则的球形,整体呈凝聚物的状态,粒径分布较宽,表面存在孔穴,有较好的吸附性能,并且在外加磁场的作用下能够快速分离出来。以苯丙氨酸(Phe)为竞争底物,聚合物对酪氨酸的印迹因子为1.87,明显高于对苯丙氨酸的印迹因子1.03。说明印迹聚合物对特性的模板分子具有很好的识别性能和较高的吸附容量。
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