煙嘧磺隆分子印跡膜的合成及其選擇性吸附性能.pdf

1、分子印跡技術(shù)以其構(gòu)效預(yù)定性、特異識(shí)別性和廣泛實(shí)用性，越來越受到人們的青睞。分子印跡膜（molecularly imprinted membrane,MIM）是隨著分子印跡聚合物的發(fā)展而發(fā)展起來的一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域，并已成為功能化分離膜的研究熱點(diǎn)。本文旨在合成除草劑分子印跡膜并對其特異性選擇識(shí)別予以研究，為其能有效應(yīng)用于食品或環(huán)境中除草劑的檢測奠定理論基礎(chǔ)，并研究快速檢測食品中多種組分的方法，為滿足社會(huì)需求提供技術(shù)支撐。
　　第一部

2、分以有機(jī)尼龍微孔濾膜為支撐，除草劑煙嘧磺?。╪icosulfuron,N1）為模板分子，以不同比例的甲基丙烯酸（MAA）和丙烯酰胺（AM）為單體，紫外光引發(fā)合成了高聚物分子印跡復(fù)合膜（MICM）。實(shí)驗(yàn)首先優(yōu)化了制備N1的MICM的實(shí)驗(yàn)條件，包括各試劑的配比關(guān)系，膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌通過紅外光譜（FT-IR）、掃描電子顯微鏡（SEM）和熱重分析（TGA）表征。制備的MICM對N1及其類似物（吡嘧磺?。≒2）和芐嘧磺隆（B3））的吸附性能以及

3、對N1的選擇性識(shí)別性能分別采用靜態(tài)平衡結(jié)合實(shí)驗(yàn)和競爭性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了測試，結(jié)果表明：MICM（MAA:AM=4:1）對N1的吸附量最佳，為363.21μg·g-1；與其類似物相比，MICM對N1有最佳的識(shí)別能力。MICM（MAA:AM=2:3）具有最大選擇性系數(shù)αN1/B3（1.83），而最大選擇性系數(shù)αN1/P2（1.28）來自MICM（MAA:AM=4:1）。MICM和非分子印跡復(fù)合膜（NICM）之間的印跡因子可達(dá)到2.34。在所研究的

4、特定的煙嘧磺隆濃度范圍內(nèi)，Scatchard擬合圖呈現(xiàn)為一條直線，結(jié)果表明印跡膜對印跡分子煙嘧磺隆存在一類結(jié)合位點(diǎn)，計(jì)算得到離解常數(shù)Kd為9.55mmol·L-1,最大表觀結(jié)合量Qmax為82.50μmol·g-1。
　　第二部分以有機(jī)偏氟乙烯微濾膜（PVDF）為支撐，除草劑氯嘧磺?。╟hlorimuron-ethyl）為模板分子，以不同比例的MAA和AM為單體，光引發(fā)合成了高聚物分子印跡復(fù)合膜。實(shí)驗(yàn)首先優(yōu)化了制備氯嘧磺隆的MIC

5、M的實(shí)驗(yàn)條件，包括各試劑的配比關(guān)系，膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌通過紅外光譜（FT-IR）和熱重分析（TGA）表征。MICM結(jié)合機(jī)理以及識(shí)別能力采用靜態(tài)平衡結(jié)合及Scatchard分析進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，MICM（MAA:AM=4:1）有最佳的結(jié)合能力（361.9μg·g-1）；在所研究的濃度范圍內(nèi)，Scatchard擬合圖呈現(xiàn)為一條直線，結(jié)果表明在特定的煙嘧磺隆濃度條件下其與印跡膜間存在一類結(jié)合位點(diǎn)，煙嘧磺隆結(jié)合位點(diǎn)的離解常數(shù)Kd為9.71m

6、mol·L-1,最大表觀結(jié)合量Qmax為80.36μmol·g-1。溶脹性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在乙腈溶液中MICM溶脹度為4.06％，穩(wěn)定性高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)無大的變化。
　　第三部分，以玻璃纖維為支撐，采用正硅酸乙酯（TEOS）為無機(jī)相，MAA為有機(jī)相，合成了煙嘧磺隆分子印跡玻璃纖維負(fù)載的有機(jī)-無機(jī)雜化膜（HMIM）?？疾炝瞬煌磻?yīng)底物比例、無機(jī)相水解時(shí)間、溫度、有機(jī)相無機(jī)相混合反應(yīng)時(shí)間和偶聯(lián)劑等對分子印跡膜品質(zhì)及其對模板分子吸附量的影響，用

7、紅外光譜和掃描電鏡表征了膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌。然后通過靜態(tài)平衡結(jié)合和競爭性試驗(yàn)對制備的玻璃纖維負(fù)載有機(jī)-無機(jī)雜化煙嘧磺隆分子印跡膜的吸附性能以及對N1及其類似物（P2和B3）的選擇性吸附進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，可制備出品質(zhì)均一的分子印跡雜化膜。HMIM的選擇性系數(shù)kN1/P2和kN1/B3的分別為2.98和3.32，相對選擇性系數(shù)k'N1/P2和k'N1/B3分別達(dá)到1.32和2.71。Scatchard圖表明，在所研究

8、的濃度范圍內(nèi)，HMIM和HNIM對于N1都是一類結(jié)合位點(diǎn)，HMIM的結(jié)合位點(diǎn)的離解常數(shù)Kd為6.30mmol·L-1和最大表觀結(jié)合量Qmax為127.71μmol·g-1。對煙嘧磺隆有機(jī)-無機(jī)混合分子印跡膜的合成以及識(shí)別機(jī)制給予了推測。
　　第四部分，以玻璃為支撐體，采用TEOS為無機(jī)相，MAA為有機(jī)相，制備了煙嘧磺隆分子印跡有機(jī)-無機(jī)雜化玻璃負(fù)載膜（HMIM）。對主要制備條件進(jìn)行了優(yōu)化，膜的結(jié)構(gòu)和表面形貌采用FT-IR和SEM表

9、征。結(jié)果表明，在玻璃表面形成了形態(tài)均一的HMIM。通過靜態(tài)平衡結(jié)合和競爭性試驗(yàn)對HMIM的吸附性能以及對N1及其類似物（P2和B3）的選擇性吸附進(jìn)行了測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，和類似物（P2和B3）相比，HMIM對模板分子煙嘧磺隆具有最佳的結(jié)合能力。HMIM的選擇性系數(shù)kN1/P2和kN1/B3的分別為2.94和4.35，相對選擇性系數(shù)k'N1/P2和k'N1/B3分別達(dá)到1.46和1.54。
　　第五部分，研究了多波長高效液相色譜-二

10、極管陣列檢測器法（HPLC-DAD）同時(shí)檢測不同地域的草莓和杏中多種組分——水溶性有機(jī)酸（蘋果酸，檸檬酸和琥珀酸）和維生素（維生素C、維生素B1、維生素B2）含量。以0.5mmol·L-1磷酸-乙腈為流動(dòng)相，隨著時(shí)間推移改變流速和流動(dòng)相比例，13min內(nèi)梯度洗脫，采用多檢測波長210nm，254nm和270nm條件下，使所測有機(jī)酸和維生素實(shí)現(xiàn)了快速地、高效地分離。
　　通過研究，成功獲得了煙嘧磺隆分子印跡P（MAA-co-AM）復(fù)