（分析化学专业论文）分子印迹聚合物整体柱合成、表征及其固相微萃取应用研究.pdf

【 ar e s e a r c ho nt h ep r e p a r a t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no f m o l e c u l a ri m p r i n t e d p o l y m e r m o n o l i t ha n dt h e i r a p p l i c a t i o ni ns o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：c h e nh u i s u p e r v i s o r ：p r o f c h e nh u a i x i a h u b e iu n i v e r s i t y w u h a n ，c h i n a 蛐川5洲5 唧7 洲3 7_y 一 1 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特另t l d n 以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 论文作者签名：偏翥， 日期：年月日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并提供目录检索与阅览服 务；学校可以允许采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公开学位论文的部分或全部内容。( 保 密论文在解密后遵守此规定) 作者签名：呷凉营、 日期： 指导教师签名雌i j 叫k 日期l - 一 捅斐 分子印迹技术实现的过程就是制备对目标分子具有特定选择性的高分子聚 合物的过程。利用原位聚合法制备的分子印迹整体柱不但具有分子印迹聚合物的 高选择性，还具有整体柱制备过程简单、重复性好、柱压低以及模板分子用量少 等优点。以小移液枪枪头为底材合成的分子印迹聚合物整体柱，廉价易得、坚固 耐用、不易损耗、使用寿命长。本文在移液枪小枪头内采用原位聚合法合成了分 子印迹聚合物整体柱，并首次将其作为新型微分离介质应用于固相微萃取，建立 了食品样品中几种兽药的高选择性、高灵敏度的分子识别分离分析方法，对牛奶 样品中的几种兽药残留进行了分析检测。主要内容包括以下三个部分： 第一部分：以氯霉素( c a p ) 为模板分子，采用原位聚合法，在移液枪小枪 头内制备了c a p 分子印迹聚合物整体柱，并对功能单体的种类、模板分子与功 能单体的比例、模板分子与交联剂的比例及溶剂种类等合成条件进行了优化选 择；通过扫描电镜和吸附选择性对分子印迹聚合物整体柱进行了表征；将在最优 化的合成条件下获得的c a p 分子印迹整体柱应用于c a p 的固相微萃取，通过对 上样流速、清洗液的种类及体积、洗脱液种类及流速、上样溶液的体积、酸度及 离予强度等影响因素的考察，建立了牛奶中氯霉素残留的高选择性的灵敏检测方 法并应用。 第二部分：在移液枪枪头中以甲砜霉素( t a p ) 的类似物氯霉素( c a p ) 为 模板分子，采用原位聚合法制备了对t a p 有较好识别作用的分子印迹聚合物整 体柱，并对合成条件进行了优化；将该分子印迹整体柱应用于t a p 的固相微萃 取，克服了分子印迹材料的对模板化合物的记忆效应，从而获得t a p 更灵敏、 准确的分离分析方法；通过对上样流速、清洗液的种类及体积、洗脱液种类及流 速、上样体积、溶液酸度及离子强度等影响因素的考察，建立了牛奶中甲砜霉素 残留的高选择性和高灵敏度的检测方法。 第三部分：采用原位聚合法，以磺胺甲嗯唑( s m z ) 为模板分子，丙烯酰胺 和4 一乙烯基吡啶为混合功能单体，在移液枪小枪头中制备了s m z 分子印迹聚合 物整体柱，并对合成反应中溶剂的体积进行了优化；以吸附选择性和扫描电镜对 该印迹整体柱材料进行了表征；将该印迹整体柱应用于s m z 的固相微萃取，通 过对上样流速、清洗液的种类及体积、洗脱液种类及流速、上样溶液体积、酸度 及离子强度等提取条件的优化，建立了牛奶中s m z 高选择性、高灵敏度的分离 分析方法，并进行了方法的考察和实际样品分析应用。 关键词：分子印迹聚合物；整体柱；原位聚合；固相微萃取；氯霉素；甲砜霉素； 磺胺甲嚅唑 n a b s t r a c t m o l e c u l a ri m p r i n t i n gt e c h n i q u ei st h ep r o c e s sf o rp r e p a r a t i o no fm o l e c u l a r l y i m p r i n t e dp o l y m e r ( m i p ) ，w h i c hh a st h ep r e d e t e r m i n e ds e l e c t i v i t yf o rt h et a r g e t m o l e c u l e s t h em i pm o n o l i t h i cc o l u m n sp r e p a r e db yi ns i t up o l y m e r i z a t i o nh a v en o t o n l yt h eh i g hs t e r e o s e l e c t i v i t yo fm i eb u ta l s os o m ea d v a n t a g e so fs i m p l ep r e p a r a t i o n p r o c e d u r e s ，g o o dr e p r o d u c i b i l i t y , a n d l o wb a c k p r e s s u r e o fc o l u m na n d l o w - c o n s u m p t i o no ft e m p l a t em o l e c u l e s m i pm o n o l i t h i cc o l u m n s ，w h i c hw e r e p r e p a r a t e di np i p e t t et i p s ，h a v et h ev i r t u eo fc h e a p ，e a s yt og e t ，f h - m ，n o te a s yt o a b r a s i o na n dd u r a b l e i nt h i st h e s i s m i pm o n o l i t h i cc o l u m n sw e r ep r e p a r e di np i p e t t e t i p sb yi ns i t up o l y m e r i z a t i o n ，a n dt h e yw e r eu s e di ns o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ( s p m e ) a san e wt y p eo fm i c r o - s e p a r a t i o nm e d i af o rt h ef i r s tt i m e h i g h s t e r e o s e l e c t i v i t ya n dh i g hs e l e c t i v i t ya n a l y t i c a lm e t h o d sf o rt h ed e t e r m i n a t i o no fs o m e v e t e r i n a r yd r u g si nf o o ds a m p l e sw e r ee s t a b l i s h e d , a n ds e v e r a lv e t e r i n a r yd r u g r e s i d u e si nm i l ks a m p l e sh a db e e nd e t e r m i n e d t h ew o r kw a sm a k e du po ft h r e ep a r t s a sf o l l o w i n g ： i nt h ef i r s tp a r t ，c h l o r a m p h e n i c o l ( c a p ) m o l e c u l a r i m p r i n t e dp o l y m e rm o n o l i t h i c c o l u m nw a sp r e p a r e di np i p e t t et i p sb yi ns i t up o l y m e r i z a t i o nw h i l ec h l o r a m p h e n i c o l w a su s e da st e m p l a t e s y n t h e s i sc o n d i t i o n ss u c ha st h et y p eo ff u n c t i o n a lm o n o m e r , t h er a t i oo ft e m p l a t ea n df u n c t i o n a lm o n o m e r , t h er a t i oo f t e m p l a t ea n dc r o s s l i n k i n g a g e n t ，t h et y p eo fs o l v e n tw e r eo p t i m i z e d t h ec h a r a c t e r i s t i c so fm i pm o n o l i t h i c c o l u m nw e r ee v a l u a t e db ys c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( s e m ) a n ds e l e c t i v e a d s o r p t i o n t h e ni tw a su s e df o rs p m e ，a n dam e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no fc a pi n m i l kw a se s t a b l i s h e d ，t h ep a r a m e t e r ss u c ha st h ef l o wr a t eo fs a m p l e ，t h et y p ea n d v o l u m eo fw a s h i n gs o l v e n t ，t h et y p ea n df l o wr a t eo fe l u e n ts o l v e n t ，s a m p l ev o l u m e ， s o l u t i o n a c i d i t ya n d i o n i c s t r e n g t h w e r e i n v e s t i g a t e d a n d o p t i m i z e d h i g h s t e r e o s e l e c t i v i t ya n dh i g hs e l e c t i v i t ya n a l y t i c a lm e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fc a p i nm i l kh a db e e nd e v e l o p e da n d a p p l i e dt o p r a c t i c e i nt h es e c o n dp a r t ，m i pm o n o l i t h i cc o l u m n ，w h i c hd i s p l a yg o o dr e c o g n i t i o n p r o p e r t i e sf o rt h i a m p h e n i c o l ( t a p ) ，w a sp r e p a r e di n p i p e t t et i p sb y i n s i t u l l l l p o l y m e r i z a t i o nw h i l ec a p , t h ea n a l o g u e so ft a p , w a su s e da st e m p l a t e i nt h i sw a y t h ep r o b l e mo fm o l e c u l a rm e m o r yt ot e m p l a t eh a db e e no v e r c o m e ，a sar e s u l tam o r e s e n s i t i v ea n da c c u r a t ea n a l y t i c a lm e t h o df o rt a pc o u l db er e a l i z e dw h e nt h em i p m o n o l i t h i cc o l u m nm e n t i o n e db e f o r ew a su s e d ah i g hs t e r e o s e l e c t i v i t ya n dh i g h s e l e c t i v i t ya n a l y t i c a l m e t h o df o r t h ed e t e r m i n a t i o no ft a pi nm i l kh a db e e n e s t a b l i s h e d p a r a m e t e r ss u c ha st h ef l o wr a t eo fs a m p l e ，t h et y p ea n dv o l u m eo f w a s h i n gs o l v e n t ，t h et y p ea n df l o wr a t eo fe l u e n ts o l v e n t ，s a m p l ev o l u m e ，s o l u t i o n a c i d i t ya n di o n i cs t r e n g t hw e f ei n v e s t i g a t e da n do p t i m i z e d i nt h et h i r dp a r t ，s u l f a m e t h o x a z o l e ( s m z ) m o l e c u l a r i m p r i n t e dp o l y m e r m o n o l i t h i cc o l u m nw a sa l s op r e p a r e di np i p e t t et i p sb yi ns i t up o l y m e r i z a t i o nw h i l e s m zw a su s e da st e m p l a t e ，a c r y l a m i d ea n d4 - v i n y l p y r i d i n ew r eu s e da sc o f u n c t i o n a l m o n o m e r s a n dt h ev o l u m eo fs o l v e n tw a so p t i m i z e di ns y n t h e s i sp r o c e s s t h e c h a r a c t e r i s t i c so fm i pm o n o l i t h i cc o l u m nw e r ee v a l u a t e db ys e ma n ds e l e c t i v e a d s o r p t i o n f i n a l l y , t h em i pm o n o l i t h i cc o l u m nw a su s e df o rs p m e ，a n dah i g h s t e r e o s e l e c t i v i t ya n dh i g hs e l e c t i v i t ym e t h o df o re x t r a c t i o na n d d e t e r m i n a t i o no fs m z i nm i l kw a se s t a b l i s h e d ，p a r a m e t e r ss u c ha s t h ef l o wr a t eo fs a m p l e ，t h et y p ea n d v o l u m eo fw a s h i n gs o l v e n t ，t h et y p ea n df l o wr a t eo fe l u e n ts o l v e n t ，s a m p l ev o l u m e ， s o l u t i o na c i d i t ya n di o n i cs t r e n g t hw e r ei n v e s t i g a t e da n do p t i m i z e d t h em e t h o dh a d b e e ni n v e s t i g a t e da n da p p l i e dt oa n a l y s er e a ls a m p l e k e yw o r d s ：m o l e c u l a ri m p r i n t e dp o l y m e r ；m o n o l i t h i cc o l u m n ；i ns i t up o l y m e r i z a t i o n ； s o l i d p h a s e m i c r o e x t r a c t i o n ；c h i o r a m p h e n i c o l ；t h i a m p h e n i c o l ； s u l f a m e t h o x a z o l e i v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章文献综述1 1 1 分子印迹技术概况1 1 1 1 分子印迹技术的产生和发展1 1 1 2 分子印迹技术的基本原理和分类2 1 2 分子印迹聚合物的制备方法4 1 2 1 本体聚合法4 1 2 2 乳液聚合4 7 ”， 1 2 3 悬浮聚合5 1 2 4 表面印迹法5 1 2 5 原位聚合法6 1 3 分子印迹聚合物的表征7 1 4 分子印迹技术的应用7 譬 1 4 1 分子印迹技术在色谱固定相中的应用8 1 4 2 分子印迹技术在毛细管电色谱中的应用9 1 4 - 3 分子印迹技术在仿生传感中的应用1 0 1 4 4 分子印迹技术在样品前处理中的应用1 0 1 4 4 1 分子印迹技术在固相萃取中的应用一l l 1 4 4 2 分子印迹技术在固相微萃取中的应用1 3 1 4 4 3 分子印迹技术在膜萃取中的应用1 4 1 5 样品前处理方法的进展1 5 1 5 1 萃取分离方法1 5 1 5 1 1 溶剂萃取15 1 5 1 2 固相萃取及同相微萃取1 7 1 5 2 整体柱技术j 18 v 1 6 本论文研究的内容及意义2 0 参考文献2 l 第二章氯霉素分子印迹聚合物整体柱的制备及其固相微萃取应用研究4 4 2 1 引言4 4 2 2 实验部分4 7 2 2 1 仪器和试剂4 7 2 2 2c a p m i p 整体柱的合成4 8 2 2 3c a p m i p 整体柱吸附性考察4 8 2 2 4 色谱条件一4 8 2 2 4 1 考察合成条件时的色谱条件4 8 2 2 4 2 考察吸附性、m i p m s p m e 条件及s p m e l c 分析方法时的色谱条 件4 8 2 2 5 分子印迹聚合物整体柱固相微萃取过程4 9 2 3 结果与讨论4 9 2 3 1 合成条件的优化4 9 2 3 1 1 功能单体种类的影响5 1 2 3 1 2 交联剂用量的影响5 2 2 3 1 3 功能单体用量的影响一5 3 2 3 1 4 溶剂种类的影响5 5 2 3 2c a p m i p 整体柱结构表征和吸附选择性考察5 6 2 3 3 萃取条件的优化5 7 2 3 3 1 上样流速的考察5 7 2 3 3 2 清洗液种类及体积的影响5 9 2 3 3 3 洗脱液种类的影响5 9 2 3 3 4 洗脱液流速的影响一6 l 2 3 3 5 上样体积的影响6 2 2 3 3 6 溶液酸度的影响一6 3 2 3 3 7 离子强度的影响一6 4 2 3 4 方法的评价6 5 v i 2 3 5 实际样品分析6 6 2 4 结论6 6 参考文献6 8 第三章甲砜霉素分孑印迹聚合物整体柱的制备及其固相微萃取应用研究7 3 3 1 引言7 3 3 2 实验部分7 4 3 2 1 仪器和试剂7 4 3 2 2 聚合物的合成7 5 3 2 3 色谱条件7 5 3 2 4 分予印迹聚合物整体柱微萃取过程7 5 3 3 结果与讨论7 6 3 3 1 合成条件的优化7 6 3 3 2 选择性考察7 8 3 3 3 萃取条件的优化。7 8 3 3 3 1 上样流速的考察7 9 3 3 3 2 清洗液种类的影响7 9 3 3 3 3 洗脱液种类的影响一8 0 3 3 3 4 洗脱液流速的影响一8 l 3 3 3 5 上样体积的影响8 2 3 3 3 6 溶液酸度的影响8 3 3 3 3 7 离子强度的影响8 4 3 3 4 方法的评价8 5 3 3 5 实际样品分析8 6 3 4 结论8 7 参考文献8 8 第四章磺胺甲嗯唑分子印迹聚合物整体柱的合成及其固相微萃取应用研究9 2 4 1 引言9 2 4 2 实验部分9 3 i 4 2 1 仪器和试剂9 3 4 2 2 聚合物的合成9 4 4 2 3 色谱条件9 4 4 2 4 分子印迹聚合物整体柱微萃取过程9 4 4 3 结果与讨论9 5 4 3 1 合成条件的优化9 5 4 3 2 整体柱结构的表征和选择性考察9 6 4 3 3 萃取条件的优化9 8 4 3 3 1 上样流速的影响9 8 4 3 3 2 清洗液种类的影响9 9 4 3 3 3 洗脱液种类的影响1 0 0 4 3 3 4 上样体积的影响1 0 3 4 3 3 5 洗脱液体积的影响1 0 4 4 3 3 6 溶液酸度的影响1 0 5 4 3 3 7 离子强度的影响1 0 6 4 3 4 方法的评价1 0 7 4 3 5 实际样品分析1 0 8 4 4 结论10 9 参考文献1 1 0 符号及英文缩写说明1 1 5 致谢1 l8 i i 第一章文献综述 1 1 分子印迹技术概况 第一章文献综述 1 1 1 分子印迹技术的产生和发展 分子印迹技术( m o l e c u l a r l yi m p r i n t e dt e c h n i q u e ，m i t ) 也叫分子模板技术、 分子烙印技术，是模拟自然界所存在的分子识别作用，如酶与底物、抗体与抗原、 受体与激素等，以目标分子为模板合成聚合物的方法。所制备的聚合物称为分子 印迹聚合物( 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 ，m i p ) 。m i t 是化学、生物化学和材 料科学相互渗透与结合所形成的一门新型的交叉学科，来源于免疫学的发展。早 在2 0 世纪4 0 年代，著名的诺贝尔奖获得者p a u l i n g l 】就提出了以抗原为模板来合 成抗体的理论。虽然p a u l i n g 的理论被后来的“克隆选择理论”所推翻，但是在他 的理论中仍有两点具有一定的合理性，也为分子印迹的发展奠定了一定的理论基一 础，同时激发了人们以抗原或待测物为模板合成抗体模拟物的设想：( 1 ) 生物体 所释放的物质与外来物质有相应的结合位点；( 2 ) 生物体所释放的物质与外来物 质在窄间上相互匹配。 1 9 4 9 年，d i c k e y 【2 】在制备硅胶吸附剂时提出了可以视为“分子印迹”萌芽的 “专一性吸附”的概念，但这一学术思想在此后很长的一段时间内并没有引起人们 足够的重视。直到1 9 7 2 年由德国h e i n r i c hh e i n e 大学的w u l f f 研究小组【3 】首次报 道了人工合成分子印迹聚合物之后，分子印迹才得到学术界和工业界的关注。但 由于当时的研究主要集中在共价型印迹聚合物上，可供选择的实验材料十分有 限，且动力学过程较慢，故发展缓慢。1 9 9 3 年瑞典l t m d 大学的m o s b a c h 等【4 】 在 n a t u r e ) ) 上发表有关茶碱分子印迹聚合物的研究报道后，分子印迹技术便成 为国内外的研究热点，得到了蓬勃的发展，并于1 9 9 7 年在瑞典l u n d 大学成立 了分子印迹学会，于2 0 0 0 年7 月英国加的夫大学举行了第一届分子印迹技术国 际会议。 迄今，关于分子印迹技术的作用机理、分子印迹聚合物制备方法以及分子印 迹技术和分子印迹聚合物在各个领域的应用研究都取得了很大的进展，尤其是在 分析化学方而的应用更是令人瞩目。目前，在各种国际科技和学术期刊上发表的 湖北大学颁十学何论文 有关分子印迹聚合物的论文越来越多。 1 1 2 分子印迹技术的基本原理和分类 m i t 实现的过程就是制备对模板分子具有特定选择性的高分子化合物即 m i p 的过程，该过程是通过以下方法实现的( 见图1 1 ) ：( 1 ) 单体模板分子复 合物的形成。在适当的介质中，功能单体通过与模板分子问的相互作用( 共价键 和或非共价键) 按一定取向和排列聚集在模板分子周围，形成可逆的单体模板 分子复合( 也称为超分子复合物) ；( 2 ) 引发聚合。功能单体与过量的交联剂在 引发剂的存在下通过热或光引发形成聚合物，从而使功能单体上的功能基在特定 的空间取向上“冻结”固定下来；( 3 ) 除模板。通过一定的物理或化学方法把模板 分子脱除。这样在聚合物中便留下了与模板分子大小和形状匹配、并含有与模板 分于特异性结合的功能基的三维空穴。这个三维空穴可以选择性地重新与模板分 子结合，即对模板分子具有专一性识别作用。 食r 已 l 聚合聚合l 叵叵 物理萃萃取 ( b ) 图1 1 分子印迹过程示意图( a ) 自组装法( b ) 预组装法 装， ； 艮 装j缄蠹 第一章：艾献综述 由于空穴的空问结构和功能单体的种类是由模板分子的结构和性质决定的， 而只用不同的模板分子制备的m i p 又有不矧的结构和性质，所以一种m i p 只能 与一种分子结合，类似于“锁”和“钥匙”，也就是说m i p 对该分子具有选择性 结合作用。m i p 具有预定性、识别性、实用性，可以根据不同的日的制备不同的 m i p 以满足各种不同的需要，它既- 日j 以与天然的生物分子识别系统相比拟，又具 有高度的稳定性、抗恶劣环境的能力和较长的使用寿命。 根据m i p 在制备过程中功能单体与模板分子结合方式的不同，m i t 可分为 预组装法( p r e o r g a n i z a t i o n ) 和自组装法( s e l f - a s s e m b l i n g ) 两种基本方法。 预组装法又称共价法，最早的m i p 就是由此法制得。它是指模扳分子首先 通过可逆共价键与功能单体结合形成单体模板分子复合物，然后与交联剂交联 聚合，聚合后再通过化学途径将与模板分子连接的共价键打断而去除印迹分子。 这就要求合成时形成的共价键的键能适当，为此功能单体通常要采用硼酸酯、席 夫碱、缩醛酮、酯和螯合物等一些低分子化合物。利用预组装法合成的m i p 结 合位点的结构清晰、结合力强、专一性强。但这种方法有很大局限性，它要求在 聚合前功能单体与模板分子发生反应生成共价化合物，而且识别速度较慢、模板 分子的回收率低、易发生模板泄漏，因此该法发展缓慢。 针对预组装法的不足，m o s b a c h 等【孓1 5 】人创立了自组装法。自组装法又称非共 价法，在此法中，模板分子与功能单体之问通过氢键、静电引力、金属螯合作用、 电荷转移、疏水作用以及范德华力等非共价键作用，自发形成具有多重作用位点 的单体一模板分子复合物，经交联聚合后这种结构就被保存下来，洗去模板分子 即可得到m i p 。自组装法相对于预组织法，更接近于天然生物的识别系统，且模 板分子更易去除，可供选择的模板分子和功能单体的种类也更多，是比较通用且 发展较快的一种方法，较预组织法研究和应用更为普遍。但该方法同样存在着一 些不足，如模板分子与功能单体可能形成不止一种分子络合物致使结合位点不均 匀，而且还可能存在较严重的非特异性吸附。 除了上述两种基本方法外，近年来又发展起来了一种综合预组装法专一性和 自组装法操作条件温和的技术u 6 - 1 s 1 ，即首先让模板分子与功能单体以共价键结 合，加入交联剂和引发剂进行聚合反应，然后破坏共价键除去模板分子。而m i p 在进行分子识别时，模板分子与功能单体上的功能基不是以共价键结合，而是以 洲北大学顾十学何论文 非共价键结合，如同分子自组装。但这种方法还是无法回避预组装法所存在的较 为复杂的化学合成步骤。 1 2 分子印迹聚合物的制备方法 分子印迹聚合物的制备技术就是仿照抗体的形成机理，在模板分子周围形成 一个高交联的刚性高分子，除去模板分子后在聚合物的网络结构中留下具有能够 发生结合反应的基团，对模板客体分子表现高度的选择识别性能。与通常的聚合 物合成相比，分子印迹聚合物的合成有其独特之处，它使用的单体必须带有能与 印迹分子发生作用的功能基，且聚合物一般是高度交联的，交联度通常高达 4 7 5 ：1 ( m o l m 0 1 ) ，约为8 3 。分子印迹聚合物常用的制备方法有本体聚合法、 乳液聚合法、悬浮聚合、表面印迹法、原位聚合等。 1 2 1 本体聚合法 本体聚合法( b u l kp o l y m e r i z a t i o n ) 是传统的m i p 制备方法，即将模板分子 功能单体、交联剂和引发剂按一定比例溶解在惰性溶剂中，移入玻璃安培瓶引发 聚合一定时间，形成棒状聚合物，然后经粉碎、磨细、筛选等过程获得所需粒度 的粒子，最后洗脱除去模板分子。s c h i r m e r 等【1 9 1 人在制备对氯霉素有特异结合的 分子印迹聚合物时，将0 4 2m m o l 氯霉素、5m m o | 功能单体( 0 5 4m l2 v p 、1 o o m ld a m 、0 4 2m l m a a ) 、2 4 5m m o l e g d m a 、0 3 2m m o l a i b n 溶于7m l 氯仿 中。超声脱气5m i n 后通n 2 5m i n ，6 0 水浴反应2 4 h 。聚合物经粉碎、过筛后 取粒径低于2 5 m 的粒状产物，用甲醇索氏提取6h 去除模板分子。即得分子印 迹聚合物。 此法制备的m i p 对印迹分子有很好的选择性，所需装置简单，过程条件易 于控制、普适性强，现在仍是制备m i p 的主要方法。但该方法存在处理过程繁 杂、制备费用高、模板分子难以除去、柱效较低、印迹位点利用率低、聚合物的 其他性能难以调节等一些不足。用这种方法制备出的聚合物一般只能用于痕量物 质的检测，限制了在其他领域的应用。 1 2 2 乳液聚合 4 第一章文献综述 乳液聚合法 2 0 - 2 3 】( e m u l s i o np o l y m e r i z a t i o n ) 是将模板分子、功能单体、交联 剂溶于有机溶剂中，然后将溶液移入水中冉加入一定晕表面活性剂，搅拌使其乳 化，最后加入引发剂交联、聚合，就可得到粒径较为均一的球形聚合物。x u 等 【2 2 1 用核壳乳液聚合法制备了乌索脱氧胆酸分子日j 迹聚合物，并将其装入( 1 5 c m 1 2c m ) 的柱中，成功地将乌索脱氧胆酸从其同分异构体的混合物中分离出来。 该法制得的聚合物粒径通常都在纳米级，因此其比表面较大，吸附能力较强，所 以常用于金属离子的印迹聚合物制备中。乳液聚合法最大的特点之一就是可以印 迹水溶性的分子。但由于该法所制得的粒径太小，所以在色谱中的应用受到了较 大的限制。 1 2 3 悬浮聚合 悬浮聚合法 2 4 - 3 1 1 ( s u s p e n s i o np o l y m e r i z a t i o n ) 是制备聚合物微球最简便、最 常用的方法之一，它首先将模板分子、功能单体、交联剂和引发剂组成均匀的混 合溶液，加入到悬浊溶剂中形成液滴，在搅拌下经自由基聚合反应产生疏水性球 形聚合物。该方法操作简单，制备的分子印迹聚合物微球可以直接用于高效液相 色谱，有机溶剂使用少。l a i 掣2 7 】以4 氨基吡啶为模板分子制备了其印迹聚合物微 球，并装入( 2 5 0m m x 4 6i i l l i li d ) 的不锈钢色谱柱中，成功分离测定了4 氨基 吡啶和2 氨基吡啶。但悬浮聚合法连续相常用水或高极性的有机溶剂，会破坏功。黪 能单体与模板分子之间的相互作用，干扰聚合物对模板分子的识别。为此人们提 出以全氟化碳液体作为悬浮介质，代替传统的有机溶剂水悬浮介质，即在液态 全氟烃中形成非共价印迹混合物乳液，采用氟化的表面活性剂及其他含氟的表面 活性聚合物作为稳定剂，得到稳定的含单体、交联剂、印迹分子、致孔剂的乳液 液滴。m o s b a c h 等【6 ，2 8 】通过这个方法，成功地制得了粒径在5 - - - 5 0 岬的分子印 迹聚合物小球。该法消除了非共价印迹中存在的不稳定的预组装体，克服了水或 高极性有机溶剂的干扰问题，解决了聚合物需要研磨的问题，提高了原料利用率。 该法还可控制微孔的大小和粒径分布，所制得的微球作h p l c 填料，柱压低、扩 散快速。但该法很难控制聚合物的结构和交联密度，不利于印迹分子的重新结合。 且全氟烃虽无毒、易处理，但它易燃、价格昂贵，所以该法不适于t 业应用。 1 2 4 表面印迹法 洲北大学倾十学何论文 表血印迹法【3 2 一】( s u r f a c ei m p r i n t i n gp o l y m e r i z a t i o n ) 是通过对粒子表血进行 修饰来制备m i p 的方法。它先将模板分子与功能单体在有机溶剂中反应形成加 合物，然后将此加合物与表面活化后的硅胶、聚粒子和玻璃介质反应嫁接，这样 获得的m i p 解决了传统方法中对模板分子包埋过深或过紧而无法洗脱下来的问 题。f u j i w a r a 等人【3 4 】以亚铁离二f 为模板，制备了其m i p 。他们将亚铁离子加入到 4 - v p 、苯乙烯、丙烯酸丁酯和水的混合物中，用引发剂引发聚合，制备了亚铁一 吡啶印迹微球。该印迹微球对亚铁离子的亲和吸附是非印迹微球的约2 0 0 倍。它 对三聚磷酸钠、焦磷酸和磷酸盐阴离子的吸附均较非印迹微球的强，但它对铁 离子没有特异性的选择吸附。表面印迹法最大的优点是可以利用粒子的机械稳定 性，并可以通过对粒子本身性能的调节来适应应用的需要。与本体聚合相比，表 面印迹法的载体具有较高的孔度和表面积，可以使底物较易接近活性位点。但由 于该体系中有水的介入，所以目前还只能用于共价键型m i p 的制备。 1 2 5 原位聚合法 原位聚合法 4 2 。5 4 1 ( i ns i t up o l y m e r i z a t i o n ) 是一种将模板分子、功能单体、交 联剂、引发剂、溶剂按照一定比例混合，然后放在特定的容器( 如液相色谱柱、 毛细管柱等) 中直接聚合。由于该法得到的聚合物，不需要研磨、过筛、沉降等 繁琐的处理步骤可以直接用于分析，所以得到了很快的发展。原位聚合法还可以 与一些其他的技术如膜、整体柱等技术相结合，制备分子印迹膜( m i m ) 、分子 印迹整体柱等。 m i m 的原位聚合法是将一定量的模板分子、功能单体、交联剂和或添加剂 溶于适当的溶剂中，再将混合液倾倒在具有一定间距的两块基板之间，然后通过 整体交联聚合( 常采用紫外光引发) 即得到具有一定厚度的m i m 。由于m i m 结 合了分子印迹技术与膜技术的特