膽酸分子印跡聚合物的設(shè)計(jì)合成與吸附性能研究.pdf

1、分子印跡技術(shù)是集眾多學(xué)科的優(yōu)勢發(fā)展起來的一門新型技術(shù)，利用此技術(shù)制備的聚合物可以對目標(biāo)分子具有特殊的識別性能和結(jié)合能力，近年來在手性分離、固相萃取、人工模擬抗體、生物傳感器以及酶催化等領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 膽酸是人體內(nèi)的一類重要的甾類化合物，在人體內(nèi)經(jīng)過腸肝循環(huán)而維持恒定的水平，并在一些生理過程中起到關(guān)鍵的作用。膽酸分子內(nèi)具有剛性的甾環(huán)結(jié)構(gòu)和兩親的分子性質(zhì)。膽酸及其衍生物具有一些有趣的性質(zhì)，在高分子合成、藥物前體設(shè)計(jì)以及臨

2、床研究中都具有重要的價值。設(shè)計(jì)制備高吸附和識別性能的膽酸吸附材料具有重要的意義和應(yīng)用前景。 本文將分子印跡技術(shù)應(yīng)用于膽酸分子，根據(jù)膽酸分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，設(shè)計(jì)了依據(jù)分子自組裝和分子預(yù)組織方法合成制備膽酸分子印跡聚合物的路線，通過平衡吸附實(shí)驗(yàn)對其結(jié)合能力進(jìn)行了研究，并對分子間作用力的形成、合成條件、吸附條件等進(jìn)行了討論。具體內(nèi)容如下： 第一章為前言，介紹了分子印跡技術(shù)的一般原理、應(yīng)用以及在甾類分子印跡領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展，提出了本文

3、的選題目的以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 第二章中，選用丙烯酰胺為功能單體，以聚丙烯酰胺為聚合物母體，在水溶液內(nèi)利用分子間氫鍵作用制備了膽酸的印跡聚合物，在同樣體系內(nèi)對膽酸進(jìn)行吸附時，結(jié)合速率常數(shù)為5.0×10-5s-1，印跡聚合物的最大吸附量為19.2μmol/g，印跡因子達(dá)到1.38。 第三章中，以4-乙烯基吡啶為功能單體利用靜電作用合成了膽酸的分子印跡聚合物。對預(yù)聚物的研究表明膽酸和4-乙烯吡啶分子之間可以按照1：1的比例形成分子

4、間復(fù)合物。在水溶液中對膽酸進(jìn)行吸附時，其結(jié)合速率常數(shù)為3.0×10-4s-1。膽酸和4-乙烯吡啶在投料比1：24的條件下達(dá)到最優(yōu)化條件，最大吸附能力為303.3μmol/g，印跡因子為2.40。印跡聚合物對膽酸的吸附是靜電作用與疏水作用的聯(lián)合作用，且溶液的pH值可以影響靜電作用力的強(qiáng)弱，在弱酸性條件下可獲得較好的選擇結(jié)果。 第四章中，通過在膽酸上引入甲基丙烯酰基合成了一種含有膽酸的可聚合單體-甲基丙烯?；懰峒柞ィ⒁罁?jù)分子預(yù)組

5、織的基本原理合成了膽酸的分子印跡聚合物。該聚合物在極性較小的有機(jī)溶劑中可以表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力和選擇性能。在乙酸乙酯中，印跡聚合物和空白聚合物的最大吸附能力分別為344.8和43.6μmol/g，印跡因子達(dá)到7.90，其結(jié)合速率常數(shù)為2.1×10-4s-1。Scatchard分析表明，在印跡聚合物中存在著兩種作用力大小不同的結(jié)合位點(diǎn)，而空白聚合物中只存在一類結(jié)合位點(diǎn)。對不同分析底物的比較實(shí)驗(yàn)表明，印跡聚合物可以更有效的選擇性結(jié)合膽酸，并

6、可以區(qū)分結(jié)構(gòu)上微小的差別，“記憶效應(yīng)”是功能基團(tuán)空間排布和分子大小形狀雙重作用的結(jié)果。 本論文的主要創(chuàng)新工作在于：1)本文依據(jù)膽酸的分子結(jié)構(gòu)，全面的設(shè)計(jì)了合成路線，從分子自組裝和分子預(yù)組織兩個方面對制備方法進(jìn)行了研究； 2)本文探討了在水溶液中制備印跡聚合物和吸附的結(jié)果，這是分子印跡聚合物目前發(fā)展的主要方向之一； 3)本文著重討論了分子間作用力的形成以及影響它的諸種因素，其中包括分子間復(fù)合物的化學(xué)計(jì)量比，不同交聯(lián)