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(化学工程与技术专业论文)兽药分子印迹微球的制备及应用研究.pdf.pdf 免费下载
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北京化工大学硕十学位论文 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论 文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名:趋照 日期: 丝! 哇6 圜占旦 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的 规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京 化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部 或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学 位论文。 保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在土年解密后适用本 授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权 书。 作者签名:亚逸 日期:丝! 盗旦墨旦 导师签名:墨:塞礁 日期: 兰! 晦6 目 亘 北京化工大学硕士学位论文 学位论文数据集 中图分类号 0 6 5 8 学科分类号 1 5 0 2 5 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 11 2 0 3 密级公开 学位授予单位代码学位授予单位名称北京化工大学 1 0 0 1 0 作者姓名耿立媛学号 2 0 0 8 0 0 1 2 0 3 获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码 0 8 1 7 国家8 6 3 计划项目 课题来源研究方向生物化工 ( n o 2 0 0 6 从1 0 2 4 3 7 ) 论文题目兽药分子印迹微球的制备及应用研究 关键词 红霉素,琥乙红霉素,分子印迹聚合物,微球,悬浮聚合,检测 论文答辩日期2 0 1 1 年5 月2 3 日论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名 职称 工作单位学科专长 指导教师l苏海佳教授北京化工大学生物材料与吸附 中国科学院过程工 指导教师2雷建都 研究员 生化分离介质 程研究所 评阅人l喻长远教授北京化工大学中药新药研究 中国科学院过程工 评阅人2巩方玲副研究员生化分离介质 程研究所 燃员蝴王芳教授北京化工大学生物材料 答辩委员l 张鹏副教授北京化工大学微生物工程 答辩委员2 张丽叶教授北京化工大学高分子材料与工程 答辩委员3冯嵬教授 北京化工大学 酶催化、生物材料 答辩委员4 田平芳 副教授 北京化工大学基因工程 注:一论文类型:1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b 厂r1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 北京化工大学硕士学位论文 兽药分子印迹微球的制备及应用研究 摘要 兽药残留不仅对环境造成日益严重的危害,而且严重威胁人类健 康。食品中兽药残留检测是食品安全与质量控制的重要环节。红霉素 ( e m ) 及琥乙红霉素( e e s ) 属大环内脂类抗生素,对葡萄球菌、各种链球 菌和革兰阳性杆菌均具有抗菌活性,但如果用量大或次数多,能引起 恶心、呕吐、腹痛腹泻等,少数患者还可能出现药物热、皮疹、血管 神经性水肿。目前,e m 和e e s 的检测多采用高效液相色谱、液相色谱 质谱联用等方法,并且需要通过固相萃取等方法对样品进行预处理, 然而传统的固相萃取介质( 如c 1 8 ) 选择性低,导致样品成份复杂, 分析困难。 分子印迹聚合物是针对目标分子而“量身定做 的聚合物,对目标 分子具有高的选择性,近年来已广泛应用于药物分析、环境检测、传 感器等多个领域。本论文针对兽药e m 和e e s ,分别进行了分子印迹聚 合物的制备及其性能研究。主要研究工作如下: 1 、红霉素分子印迹聚合物微球的制备 目前关于红霉素分子印迹聚合物的制备已有报道,但文献主要采 用本体聚合法,制备得到的分子印迹聚合物为块状,需要经过研磨、 筛分才能使用,不仅费时费力,而且分子印迹聚合物的重复性差、选 择性低。本论文以e m 为模板分子,a 甲基丙烯酸( ) 为功能单体, 制备出大小合适、粒径均一的球形分子印迹聚合物,所制备出的微球 表面较为光滑,球形好。利用紫外可见光分光光度法进行了分子印迹 机理的研究;采用静态吸附法对红霉素分子印迹微球的印迹效果进行 了验证,确定了吸附溶剂,考察了红霉素分子印迹聚合物的选择性、 吸附动力学曲线和等温吸附线。结果表明,制得的e m 分子印迹聚合 物不仅具有好的选择性,而且具有较高的吸附容量1 2 2 7 8 m g 。同时, 将红霉素分子印迹微球用于实际样品牛奶的预处理,结果表明,红霉 素分子印迹聚合物( m i p s ) 具有好的选择性吸附能力,目标物的回收 率为9 0 4 2 。 北京化工大学硕士学位论文 2 、琥乙红霉素分子印迹聚合物微球的制备 迄今,尚未见到关于琥乙红霉素分子印迹聚合物制备的报道。本 论文以e e s 为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯 酸酯为交联剂,采用悬浮聚合法,首次制备得到了平均粒径为6 0 岫左 右的琥乙红霉素分子印迹聚合物微球,并用扫描电镜对其表面形貌进 行了表征。考察了e e s 分子印迹聚合物的印迹效果,研究了e e s 分子 印迹聚合物的动力学吸附特性,比较了m i p s 对e e s 及其它三种抗生素 的吸附情况,结果表明,制备得到的琥乙红霉素分子印迹聚合物微球 对e e s 具有最好的吸附能力,显示出m 【p s 具有高的选择性。 关键词:红霉素,琥乙红霉素,分子印迹聚合物,微球, 悬浮聚合,检测 i i 一一 北京化工大学硕十学位论文 p r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l yi m p r i n t e d m i c r o s p h e r e sf o rv e t e r i n a r yd r u g sa n d t h e i ra p p l i c a t i o n s a b s t r a c t 、饥e r i n a 巧d m g sr e s i d u e s ( v d r )c o u l dn o to n l y c a u s es e r i o u s e n v i m n m e n t a lp r o b l e m s ,b u ta l s ob eh a 彻f h lt oh u m a nh e a l t h d e t e c t i o no f v e t e r i n a 巧d r u gr e s i d u e si s a ni m p o r t a n tp a r to ff o o ds a f e t ya n dq u a l i t y c o n t i 0 1 e r y t h r o m y c i n ( e m ) a n de e h r o m y c i ne t l l y l s u c c i n a t e ( e e s ) a r e m a c r o l i d e sa m i b i o t i c sw h i c hh a v ea n t i b a c t e r i a la c t i v i t yo ns t a p h y l o c o c c u s a w e u s ,v a r i o u ss t l e p t o c o c c ia n d 铲a m p o s i t i v eb a c t e r i a h o w e v e r i ft h e l a 曙e 锄o u mo fe m ( o re e s ) i st a k e nb yap e r s o n ,i tc o u l dc a u s en a u s e a , v o m i t i n g , d i a r r h e a , a b d o m i n a l p a i n , a n de v e nt h e f e v e r r a s ha n d a n g i o n e u r o t i ce d e m a c u r r e n t l y ,t h em e t h o d so fd e t e c t i o nf o re m a n de e s o 舭ni i l c l u d e 玎) l c ,l c m sa n do t h e rm e t h o d s m o r e o v e r ,t h es a m p l e r e q u i r e dt ob ep r e t r e a t e d ,s u c ha sb ys o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ( s p e ) a n ds oo n h o w e v e r t h es e l e c t i v i t yo ft r a d i t i o n a ls o l i d - p h a s em e d i a ( s u c ha scl8 ) 、a s l o w e r a n di tu s u a l l yr e s u l t si 1 1d i 伍c u l tt oa n a l y s i so ft h o s es 锄p l e s c o m p l e xc o m p o s i t i o n s m o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r s f o r t h e t a r g e t m o l e c u l ea r e t a j l o r - m a d e p 0 1 y m e r sw h i c hw e r eh i 曲l ys e l e c t i v et ot h et a 唱e tm o l e c u l e s i nr e c e n ty e a r s ,m o l e c u l a r l yi m p r i m e dt e c h n o l o g yh a sb e e nw i d e l yu s e di n p h a n l l a c e u t i c a la n a l y s i s , e n v i r o n m e n t a l m o n i t o 打n g , s e n s o r sa n do t h e r i i i 一! ! 室些三奎兰堡主兰垡笙奎一一 一一 f i e l d s i nm i s 咖d mt h ep r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r s a n d t h e i rp r o p e r t i e so fv e t e r i n a 拶d r u ge m a n de e sw e r es t u d i e d i h em a l n s t u d i e sa r ea sf o l l o w s : 1 p r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l yi m p r i n t e dm i c r o s p h e r e f o re r y t h r o m y c m a tp r e s e n t ,t h ep r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r 士o r e t h r o m y c i nh a sb e e nr 印o r t e d t h ep r 印a r a t i o nm e t h o dm a m l yt o c u s e d o nb u l kp o l y m e r i z a t i o n t h ep o l y m e r sp r o d u c e db yt h i sm e t h o dw e r ea l a r g eo fb l o c k s ,t h e yn e e dt ob e 舢d a n ds i e v e db e f o r eu s i n g t h i s m e t h o dn o to n l yi st i m e c o n s u m i n g ,b u ta l s oh a sap o o rp e r t o 加1 a n c e0 n s e l e c t i v 埘a n dr e p r o d u c i b i l 吼t h ep r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l yi m p r i n t e d m i c r o s p h e r e sf o re 刚缸o m y c i nw i t hh i 曲a d s o 印t i o nc 印a c l t ya n d e x c e l l e n t s e l e c t i v 时b ya q u e o u ss u s p e n s i o np o l y m e r i z a t i o nw a sp r e s e n t e d 士o r t i l e f i r s tt i m e , i nw h i c he r y 恤o m y c i nw a su s e d a s t e m p l a t em o l e c u l e , m e t h a c r v l i ca c i d a s劬c t i o n a lm o n o m e r a n d e t h y l e n eg l y c o l d i m e t h a c r v l a t e a sc r o s s 1 i i l l 【e r m o 印h 0 1 0 9 i c a l c h a r a c t e n z a n o n a n d m i c r o p o r ep r o p e r t i e so f t h ei m p r i m e dm i c r o s p h e r e sf o re r y t h r o m y c mw e r e a s s e s s e db ys c 籼i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y ,l a s e rp a r t l c l es l z ea 1 1 a l y z e ra n d p r e s s u r em e r c u 珂a n a l y z e r ,r e s p e c t i v e l y t h ei m p r i n t i n gp e r f o n n a n c e o tt h e i m p r i n t e dm i c r o s p h e r e sw a se v a l u a t e d ,a n ds e l e c t i v 毋a n a l y s i si n d i c a t e d t h a tt h ei m p r i n t e dm i c r o s p h e r e sc o u l ds p e c i f i c a l l yr e c o g n i z ee r ”h r o m y c m 丹o mi t s咖c t u r e锄a l o g u e s t h e b i n d i n g m e c h 撕s m b e t w e e n e r v t h r o m v c i n a n d m e t h a c 拶l i c a c i dw a si n v e s t i g a t e db yu v - s s p e c t r 0 1 ) h o t o m e 仃y f u r t h e n n o r e ,a d s o 删o n k n e t i c sa n da d s o r p t l o n i s o t h e 眦o fm ei m p r i n t e dm i c r o s p h e r ea r ee m p l o y e dt ol n v e s t l g a 钯t h e b i n d i n gc h a r a c t e r i s t i c so ft h ei m p r i n t e dm i c r o s p h e r e s r e s u l t s s h o w e d e n 曲r o m v c i nc a nb ea d s o r b e dr 印i d l yb yt h ei m p r i m e dm i c r o s p h e r e s ,a n d t h em a x i m u m 似i cb i n d i n gc a p a c 时i su pt o1 2 2 7 8m gg i na d d i t i o n ,t h e m o l e c u l a ri m p r i n t i n gp 0 1 y m e rf o re 咖m y c i n w a su s e da sp r e t r e a t m e m f o ra c t u a ls a n 叩l eo fm i l k ,t 1 1 er e s u l t si n d i c a t e dm a tm i p sh a v eag o o d s e l e c t i v ea d s o 印t i o nc 印a c i 劬a n dt 1 1 er e c o v e 巧r a t e w a su pt o9 0 4 2 lllllllllllllllllllllllllllllli 北京化工大学硕士学位论文 2 p r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r i yi m p r i n t e dm i c r o s p h e r e f o re r y t h r o m y c i n e t h y l s u c c i n a t e s o f 轧p r e p a r a t i o n o f m o l e c u l a r l yi m p r i m e dp o l y m e r s f o r e r y t h r o m y c i ne t h y l s u c c i n a t eh a sn o tb e e nr e p o r t e dy e t t h i si st h ef i r s tt i m e t op r e s e mt h ep r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l yi m p r i n t e dm i c r o s p h e r e sf o re e s b ya q u e o u ss u s p e n s i o np 0 1 y m e r i z a t i o n t h em i p s w e r ep r e p a r e db yu s i n g e e sa st e m p l a t em o l e c u l e ,m e t h a c 巧l i ca c i d ( m a a ) a sf i u n c t i o n a lm o n o m e r , e t h y l e n eg l y c o ld i m e t h a c 巧l a t e ( e d m a ) a sc r o s s - l i m r t h em o 印h o l o g i c a l , p a m c l es i z ea n ds p e c i f i cs u r f a c ea r e ao fm i p sw e r ec h a r a c t e r i z e db y s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y ,l a s e rp a n i c l es i z ea n a l y z e r a n dm e r c u 巧 a n a l y z e r r e s p e c t i v e l y t h ea n a l y s i ss u g g e s t e dt h a t t h ed i 锄e t e ro ft h e p r e p a r e di m p r i n t e dm i c r o s p h e r e sc o u l db ec o n 臼o l l e dw i t h i na b o u t6 0u m t h eb i n d i n gb e h a v i o ro ft h et e m p l a t ee mo nm em i p sw a se v a l u a t e db y u v 二ss p e c t r o p h o t o m e t r i ca n a l y s i s i l l er e s u l t ss u g g e s t e dt h a tt h eo p t i m a l r a t i oo ft e m p l a t em o l e c u l et o 如n c t i o n a lm o n o m e ri s1 :6 t h es e l e c t i v i t y a n a l y s i si n d i c a t e dt h a tm i p sh a dag o o ds e l e c t i v e l ya d s o 哦i o na b i l 时t o e e s k e yw o r d s : m o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r s ,m i c r o s p h e r e s , e 巧t h r o m y c i n ,s u s p e n s i o np o l y m e r i z a t i o n ,d e t e c t i o n v 北京化工大学硕士学位论文 v i 北京化丁大学硕十学位论文 第一章文献综述 目录 1 1 兽药残留- 卜 1 1 1 兽药残留的原因o - 2 1 1 2 兽药残留的危害- 3 - 1 1 3 兽药残留的控制与检测- 3 1 2 红霉素类抗生素的概述一4 一 1 2 1 红霉素及琥乙红霉素结构及其理化性质一5 - 1 2 2 红霉素类药物的残留与危害6 - 1 2 3 红霉素类抗生素残留的常用检测方法6 1 3 分子印迹技术一8 1 3 1 分子印迹原理9 1 3 2 分子印迹聚合物的原材料一9 1 3 3 分子印迹聚合物的制备方法11 1 3 4 现阶段分子印迹聚合物的应用情况1 3 1 4 研究目的和意义1 4 第二章红霉素分子印迹聚合物的合成及性能研究1 6 2 1 引言16 2 2 红霉素分子印迹聚合物聚合原理一1 6 - 2 3 实验部分一l 8 - 2 3 1 实验仪器和药品1 8 2 3 3 红霉素分子印迹微球的制备- 2 0 - 2 3 4 红霉素分子印迹微球的表征:一2 1 2 3 5 红霉素及其结构类似物的紫外光谱检测一2 2 2 3 6 红霉素分子印迹微球结合性能研究- 2 2 - v i i 北京化t 大学硕十学位论文 2 3 7 红霉素印迹聚合物微球选择性吸附能力研究2 2 2 3 8 红霉素分子印迹微球的重复使用性能研究2 3 2 3 9 实际样品的萃取及检测2 4 2 4 结果与讨论一2 4 2 4 1 利用紫外可见光谱研究红霉素与甲基丙烯酸的作用2 4 2 4 2 分子印迹微球制备的条件优化2 5 2 4 2 红霉素分子印迹微球的制备及印迹效果评价2 8 2 4 3 红霉素分子印迹聚合物微球的表征3 0 2 4 4m i p s 吸附溶剂的考察3 4 2 4 5 洗脱溶剂的考察3 5 2 4 6 红霉素的检测方法3 7 2 4 7 红霉素分子印迹微球的吸附动力学3 7 2 4 8 吸附等温线3 8 2 4 9 红霉素分子印迹聚合物微球选择性吸附研究3 9 2 4 1 0 红霉素分子印迹聚合物微球重复使用性能研究4 1 2 4 1 1 实际样品的萃取4 2 2 5 小结4 3 - 第三章琥乙红霉素分子印迹聚合物的制备及性能研究4 4 3 1 引言一4 4 3 2 琥乙红霉素分子印迹聚合物的形成机理一4 4 3 3 实验部分4 7 3 3 1 实验仪器和药品4 7 3 3 2 琥乙红霉素分子印迹微球的制备4 8 3 3 3 琥乙红霉素分子印迹微球的表征4 9 3 3 4 琥乙红霉素及其结构类似物的紫外光谱检测一4 9 3 3 5 琥乙红霉素分子印迹微球结合性能研究一4 9 一 v i i i 北京化工大学硕十学位论文 3 3 6 琥乙红霉素印迹聚合物微球选择性吸附能力研究4 9 3 4 结果与讨论一5 1 3 4 1 琥乙红霉素分子印迹微球的制备及印迹效果评价5 1 - 3 4 2 琥乙红霉素分子印迹聚合物微球的表征5 2 3 4 3 分子印迹微球的吸附动力学5 4 3 4 4 琥乙红霉素分子印迹聚合物微球选择性吸附研究5 5 3 5 小结5 6 第四章结论与创新5 7 4 1 主要结论一5 7 4 2 主要创新点5 8 致谢。 一6 5 - 攻读硕士期间的研究成果“。 作者和导师简介6 7 i x 北京化t 大学硕十学位论文 x 北京化工大学硕士学位论文 一- 一 c o n t e n t s c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n 1 1v e t 丽彻r yd m g sr e s i ( 1 u e s ( v d r ) - 1 _ 1 1 1n l er e a s o i l s 2 - 1 1 2t h ek 嘞r d s 3 l 1 1 3t h ec o n t r o l i n ga i l dd e t e c t i o n 3 _ 1 2i i l 们d u c t i o no f 锄i b i o t i c se r y m r o m y c i i l 4 _ 1 2 1s t n l 曲l r ea n dc l 谢a c t e r i s t i co fe m 锄de e s 一5 - 1 2 2r e s i d u e sa i l db a z a r d o u so fe m 6 1 2 3d e t c c t i o no f e mr e s i d u e s - 6 - 1 3m o l e c u mi m p r i n t i n gt e c l l i l o l o g y _ 8 - 1 3 1p r i n c i p l eo f m o l e c u l a r 砷掣i i l _ t i n g 。9 - 1 3 2 脚m a t e r i a l s - 9 - 1 3 3p r 印a r a t i o n 1 1 1 3 4 a p p l i c a t i o n - 1 3 - 1 4t a r g e ta 1 1 i 裔g i l i f i c 趾c e - 1 4 - c h a p t e r 2 s y n t h e s i sa n dp e r f 0 珊a n c e 0 fm i po ne m 。1 6 _ 2 1r - 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5 l - 3 4 2c h a r 删z a t i o no f m i c r o 蛳e s 5 2 - 3 4 3a d s o r p t i o nl d n e t i c s0 f m i p sf o re e s - 5 4 - 3 4 4s e l e c t i v i 锣o f m i p s 5 5 - 3 5 & l m m a r v - 5 6 - c h a p t e r 4c o n c l u s i o n sa n di n n o v a t i o n 5 1m a i nc o n c l u s i o n - 5 7 - 5 2m a i ni n n o v a t i o n 一5 8 - a c l 【i l o w l e d g e m e n t s 。6 5 - s c i e n t i f i ca c h i e v e m e n t sa n dp u b l i s h e dp a p e r s - 6 6 - a u t h o ra n dt u t o ri n t r o d u c t i o n 。一6 7 - 北京化丁大学硕十学位论文 北京化工大学硕士学位论文 1 1 兽药残留 第一章文献综述 随着我国经济的稳定发展,畜牧业作为食品行业的重要支柱之一,得到了巨 大的发展,并已成为已经成为农民增收的支柱产业之一。随着畜牧业的发展,兽 药行业也随之得到了长足的进步。兽药是用于预防、治疗和诊断畜禽等动物疾病, 有目的地调节其生理机能并规定作用、用途、用法、用量的物质( 含饲料药物添加 剂) 。近年来,我们食品安全问题频频出现问题,可食性动物性产品药物残留超标, 不仅造成了经济损失,影响人类健康,同时也影响我国的国际声誉。兽药残留是“兽 药在动物源食品中的残留”的简称,是指动物产品的任何可食用部分所含兽药的母 体化合物及( 或) 其代谢物,以及与兽药有关的杂质。兽药的使用无疑会导致兽 药及其代谢物在动物体内滞留或蓄积,并以残留的方式进入人体及生态系统。近 年来,兽药等物质的大量剂超标使用,引起人体不适以及环境危害,己引起国际社会 的广泛关注和各国政府的高度重视。在我国,经常发成此类事件,比较引起社会 关注的时间见表1 1 。因此,必须坚持和强调兽药的质量和安全性,加强政府引导和 增强监管力度,促进我国兽药产业的持续健康发展。 表卜12 0 0 1 年至2 0 1 1 年我国动物产品兽药残留事件统计情况 t a b l e 1 - 1t h ec a s e s0 fv e t i 嘶n a 巧d m gr e s i d u e si na n i m a l 伽d si n2 0 01 2 0
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