（分析化学专业论文）分子印迹固相萃取牛奶中有机磷农药残留.pdf

摘要 摘要 本文旨在采用一种新的样品前处理方法分子印迹固相萃取法，从含有复杂基质的 生物样品牛奶中萃取有机磷农药残留，为含复杂基质样品中痕量分析物的检测提供新的 样品前处理技术。采用悬浮聚合法制备分子印迹聚合物，通过静态吸附实验进行表征印 迹聚合物的吸附特性，并把制备的印迹聚合物微球作为固相萃取填料在实际样品中进行 应用。具体研究内容如下： ( 1 ) 密度泛函( d f t ) 中的b 3 l y p 方法在比较高的基组下进行理论计算，得到加合物 的最稳定构型，并算出其结合能。采用a i m 理论对所形成的稳定体系在b 3 l y p 6 3 1 + g ( d 。 p ) 下计算电荷密度p 。) 的拓扑分析和在临界点的拉普拉斯值( v 砀。) ，并通过分析电荷密度 和它在临界点的拉普拉斯值来确定键的相互作用的本质，研究发现相互作用的功能基团 之间的v 劾 o ，并在典型的氢键范围内。由此证明，印迹分子与选择的功能单体之间可 以通过氢键作用，形成稳定的加合物，并具有多个结合位点，即证明选择的单体的正确 性，可借助此结果对分子印迹过程的识别机理进行探讨。 ( 2 ) 分别以甲胺磷、乙酰甲胺磷为印迹分子，仅甲基丙烯酸为功能单体，三羟甲基 丙烷三丙烯酸酯为交联剂，悬浮聚合法制得甲胺磷、乙酰甲胺磷分子印迹微球。以乙酰 甲胺磷分子印迹微球为例，考察了印迹分子与单体、交联剂之间的比例对印迹聚合物吸 附性的影响，以及氯仿用量对微球粒径分布的影响，制得3 7 5 7 0 岬粒径的分子印迹聚 合物微球。采用静态吸附方法考察m i p s 的吸附性能，通过s c a t c h a r d 模型对乙酰甲胺磷印 迹微球的静态吸附实验数据进行分析，表明m i p s 在合成过程中形成了两个结合位点。本 文在乙酰甲胺磷( 或甲胺磷) 和水胺硫磷为竞争物时m i p s 对甲胺磷( 或乙酰甲胺磷) 的吸附 选择性进行考察，选择性因子a 均大于1 ，说明m i p s 对甲胺磷( 乙酰甲胺磷) 具有很好的吸 附选择性。 ( 3 ) 本文采用甲胺磷印迹聚合物微球为固相萃取吸附填料，并对洗脱溶剂进行优 化。在优化的洗脱剂条件下，印迹分子的固相萃取回收率达9 6 4 ，能够用于甲胺磷的 富集浓缩，而空白聚合物却不具备这样的特性。当实际牛奶样品中甲胺磷、乙酰甲胺磷 和水胺硫磷加标水平为1 0 0 “g l ( g 时，甲胺磷回收率达8 7 4 ，乙酰甲胺磷和水胺硫磷的 回收率低于1 5 。结果表明分子印迹一固相萃取对甲胺磷有很好的专一选择性，且回收 率能够满足农药残留分析要求。在相同实验条件下，与c 1 8 固相萃取柱进行比较，分子 印迹固相萃取的选择性及样品净化能力优势明显。 关键词：分子印迹，固相萃取，悬浮聚合，有机磷农药残留，牛奶，a i m 分析 a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，w ee x p l o r ean e ws a m p l ep r e t r e a t m e n t ： t h e m o l e c u j a r l y i m p r i n t e d s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n t o e x t r a c to r g a n o p h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e s仔o m b i o l o g i c a js 扪p l et h a tc o n t a i nc o m p l e xm a t r i x ，s u c ha sm i l k i i lt h i sp 印e r ，t h em 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 i cm i c r o s p h e r e s ( m i p s ) 、v a sp r 印a r e db ys u s p e n s i o np o l y m e r i z a t i o n ，a n di t s r e c o g n i t i o np r o p e r t yw a sc h a r a c t e n z e db ys t a t i ca d s o 印t i o nm o d e l i nt h ee n d ，t h em i p sw a s u s e dt 0p a c k i n gm a t e r i a lo fs o l i dp h a s ee x t r a c t i o nt oe x t r a c tm e t h 锄i d o p h o sr e s i d u e sf r o m m i l k s p e c i f i cr e s e a r c h 如lc o n t e n to ft h i st h e s i sa sf o l l o 、e d ： ( 1 ) i no r d e rt op r e d i c tt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ni m p r i n t e dm o l e c u l a r ya n df h n c t i o n a l m o n o m e r u s eb 3 l y pm e t h o d sw i t h6 。31 + g ( d ，p ) b a s i ss e tt oc a l c u l a t e ，a n du s et h ea i m t h e o 巧a t6 - 31 + g ( d ，p ) b a s i ss e tt oa n a l y s i sc h a 唱ed e n s i t y ( p c ) a 1 1 dl 印l a c i a nv a l u e ( v 勿c ) o f s t a b l es y s t e m i nt h er e s u l t ，v 勿c ot h a tw a si nt h e 够p i c a lh y d r o g e nb o n dr a n g e i tw a s o b v i o u st h a tt h es e l e c t e d 向n c t i o n a lm o n o m e rw a sc o r r e c t ，a n d 向n c t i o n a lm o n o m e rw i t h i m p r i n t e dm o l e c u l a r l yc a nf o 咖s t a b l ec o m p l e xw i t hm u l t i - b i n ds e t sb yh y d m g e nb o n d t h e r e s u l ta l s oc a nh e l pu sr e s e a r c ht h er e c o g n i t i o np r i n c i p l ea n dm e c h a n i s m ( 2 ) t h em o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r i cm i c r o s p h e r e sw a sp r e p a r e db y s u s p e n s i o n p o l y m e r i z a t i o n ， u s i n gm e t h a m i d o p h o s( o ra c e p h a t e ) a sp r i n t i n gm o l e c u l e ，a - m a aa s 如n c t i o n a im o n o m e ra n dt r i m e t h y l o l p r o p a n et r i a c 巧l a t e ( t m p t a ) a sc r o s s l i n k e r t h ee f f e c t o ft h er a t i oo fp r i n t i n gm o l e c u l et om o n o m e rt oc r o s s l i m ( e ro nm i p sa d s o 印t i o nc a p a c 时，a n d i n f l u e n c eo fo r g a n i cs o l v e n to ns i z ed i s t 曲u t i o no ft h em i p sw a si n v e s t i g a ：t e d t h e r e c o g n i t i o np r o p e r t yo f t h em i p sw a se v a l u a t e du s i n gl a n g m u i rm o d e l t h ed a t ao b t a j n e di n e q u i l i b r i u ma d s o 印t i o ne x p e r i m e n tw a sp r o c e s s e db ys c a t c h a r da n a l y s i s ，w h i c hd i s p l a y e dt h a t t h em i p sh a dt w od i f f e r e n ta 踊n i t yb i n d i n gs e t s w h e na c e p h a t e ( o rm e t h a m i o d o p h o s ) a 1 1 d i s o c a r b o p h o sw e r eu s e da sc o m p e t i t i v em o l e c u l e s ，t h ev a l u e so fr e s o l u t i o nf a c t o r0 w e r el a g e r t h a n1 0 ，w h i c he x h i b i t e dm i p sh a dag o o dr e c o 掣1 i t i o nc h a r a c t e r i s t i c ( 3 )m e t h 锄i o d o p h o s m i p sw a s印p l i e df o rs o l i d p h a s e e x t r a c t i o n( s p e )o f m e t h a m i d o p h o si nm i l k i nt h eo p t i m u mc o n d i t i o n s ，m e t h 锄i d o p h o ss o l u t i o nw a se x t r a c t e d b ym i s p e ( m 0 1 e c u l a ri m p r i n t e dp o l y m e ra ss t a t i o n a r yp h a s e ) ，t h er e c o v e r ) ro f9 6 r e v e a l e d m i s p ec o u l db ea p p l i e df o rc l e a n i n gs 锄p l ea n de n r i c h i n gt h et e m p k n ei nt h ec o m p “c a l e d s 锄p l e s ，b u ti tw a u sn o tt h ec a s ew i t hn o n i m p r i n t e dp o l y m e r t h em i l ks 锄p l ew a ss p i k e d w i t ht h el e v e ro flo o k go fm e t h 锄i d o p h o s ，a c e p h a t ea n di s o c a r b o p h o s ，t h ea v e r a g e r e c o v e r yw e r e8 7 4 ，l2 7 a n d3 4 ，r e s p e c t i v e l y i tw a sf o u n dt h a tm i s p eh 2 u ss p e c i a l 椭n i 付t om e t h 锄i d o p h o sa n di t sr e c o v e wc o u l dm e e tt h er e q u i r e m e n to fp e s t i c i d er e s i d u e s d e t e c t i o n i n 也es a r n ec o n d i t i o n ，c 1 8c 2 u 1 晡d g ew a sa l s ou s e df o rp r e t r e a t m e n to fn l es p i k e d m i l ks 锄p l e c o m p a r i s o nw i t hc 1 8 ，t h em i p sh a da d v a n t a g ef o rc l e a n - u ps 舢p l e s ，e s p e c i a l l y e x c e l l e n ts e l e c t i v i t y k e y w o r d s ：m o l e c u l a ri m p r i n t i n g ，s u s p e n s i o np o l y m e r i z a t i o n ，s o l i dp h a l s ee x t r a c t i o n ， 0 r g a n 叩h o s p h o m sp e s t i c i d er e s i d u e s ，m i l k ，a i ma n a l y s i s h 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是苯人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 丛! ! ：i 三 日 期： 趁望星! z ：2 星 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学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 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签名：办小务 导师签名： 日期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 分子印迹 1 1 1 分子印迹技术概况 分子间相互作用( m o l e c u l a ri n t e r a c t i o n s ) 是一个非常古老的概念，早在古希腊和罗马 帝国时期就开始有人使用。通过对它的研究，可以揭示很多化学、生物反应的机理，从 而使得世问力- 物的变化不再显得神秘，并推动着科学向前发展。随着各个学科的发展， 科学家对分子间作用力的研究兴趣越来越浓厚，并试图通过对分子间作用的研究来模拟 识别分子而为人类服务，由此也产生了一个新的领域一一仿生化学，以专门研究类似酶 和抗体之间结合的特性，从分子层面上根据结构的细微差别或与之相互作用的基团实现 识别。因此，也就相继出现了分子设计、分子识别等新兴的概念。随着人们对生物化学 系统的结构和机理的逐渐清晰的认识，科学家们试图将些已知机理通过化学合成来实 现，目的在于将这些复杂的生物体系和作用变得简单和微型化，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 o l o g y ，m i t ) ，便由此而产生了。 分子印迹技术是根据目标分子的性质和结构量身定做的一种聚合物技术，被视为一 种新型的特异性亲和技术。分子印迹聚合物( m i p ) 具有与印迹分子的相互关系类似于酶 与底物、抗原和抗体、受体与激素，具有“分子钥匙 和“人工锁”的美誉i l j 。 1 9 4 0 年p a u l i n g 在研究抗体和抗原相互作用时，提出了以抗原为模板合成抗体的设 想，即抗体在形成时其三维结构尽可能得同抗原形成多重结合位点，抗原作为一种模板 就会“铸造在抗体的结合部位【2 】，这一设想为分子印迹的发展奠定了理论基石。直到 2 0 世纪7 0 8 0 年代，m o s b a c h 等人1 3 l 在n a t u r e 上发表有关非共价型茶碱分子印迹聚合 物技术和w u l f 佯人【4 】在共价型分子印迹技术上开拓性工作的开展，更是现代分子印迹技 术已取得长足进步的标志。 分子印迹技术之所以发展迅速，就m i p 本身而言其具有三大特点：预定性、识别性 和实用性。预定性决定了人们可以根据不同的目的制备不同的m i p ，以满足不同的需要； 识别性是因为m i p 是根据印迹分子定做的，它具有特殊的分子结构和官能团，能选择性 地识别印迹分子；实用性表现在它与天然的生物分子识别系统如酶与底物、抗原和抗体、 受体与激素相比，具有抗恶劣环境的能力，且稳定性好，使用寿命长，制备过程简单pj 。 并且m i p 还可以根据需要可以采用不同的制备方法做成生物传感器膜【6 j 及固相萃取柱填 料【7 1 、液相色谱柱填料【8 1 、毛细管电泳柱固定相【9 j 等，被应用于食品、环境、药物分析 等领域中痕量分析物的分离、富集和纯化。 1 1 2 分予印迹原理 分子印迹技术的原理：印迹分子与功能单体在合适的分散介质中依靠相互作用力， 如共价键作用预组装( p r e - a s s e m b l i n g ) 或非共价作用自组装( s e l f - a s s e m b l i n g ) ( 氢键、离子交 换、静电引力、范德华力、疏水作用、金属螯合及空间位阻效应等) ，单体在印迹分子 周围作一定取向和排列，形成可逆结合的加合物；再加入交联剂( c r o s s l i n k e r ) 经光、热、 l 南人学硕 学位论文 电场等作用以及引发剂和致孔剂辅助f 形成既具有一定刚性又具有一定柔性的多孔三 维立体功能材料，并且将印迹分子有规律的包在其中：合成后用一定方法把e 迹分子去 除，从而挟得具有与印迹分子互补有特异以别功能的三维孔穴及山功能单体所衔_ ：的功 能残基为结合何点【l ”的m i p ，从而实现m i p 对印迹分子的特异性识别。分子印迹及识别 过程见图1 一l 。 - 露丢麓 耘锄彩一黝 圉卜1 分子印迹枝术原理 f 嘻】- 】p 邶c 驯eo f m o i e c u l a rj m p r i n t j “b t e c h 丌i q u e 按照功能单体和印迹分子问作用力的筹异，通常把m i t 技术分为两类： 按价法：也称预组装法，印迹分子与啦体通过共价键结合，当加入交联剂其聚 后，印迹分了通过化学过程从聚合物州络l ：断”。陵聚合物的制备及以后的分了识别过 程酃依赖于币体，e 迹分了之刊町逆共价键| 1 “。常削的共价结合作用的物质包括硼陵 酯、席夫碱、缩醛酮、酯和篮台物等。j t 中最其代表性的足硼酸酯，其优j 。 是能够生成 相专稳定的= 角形的硼酸酯，而在碱性水溶液中或在柏氨州h 3 、哌啶) 存神：下则生成四 角形的硼酸酯。这种列升 髟佝硎酸酯与二醇能撇快地达到平衡，其、r 衡速度。，非共价键 作用柑当。在空穴中若含有两个硼酸幕凹f l 勺m i p ，用于拆分印迹分了的外消旋体时呈 现“j 很高的选择性。俏是，并小是结合化点越多，其选择性越高。研究结果表明，3 个硼酸基团【l 、3 种不同的其价键结合作用或3 种以r 的非艿价键结合作用均导致较低的 分离能力，主要足因为弛价键作用力较强，在印迹分子预组装或识别过程中结合和解 离速度陧，难以达到热力学、f 衡，不适于伙速识别，而且讲刖水平与生物识别相差甚 近因此共价法发展较为缓慢。总结此法的优j _ 为：单体印迹分子形成的j u 合物十分 稳定，日相1 阳j 存在着当量关系，凼此分子印迹过程中( 及高聚物内窖件键合点的结构 等) 是明确而清晰的：m 于共价联结的稳定性，因此它可以在较宽的聚台条件下，如温 度、高或低的p 或高极性溶剂中进行聚合。存在的缺点为：巾体一印逊分子加合物的合 成常较州难，同时也不经济；可以采用的r 叮逆共价联结体系数目有限；在某些情况f ， 会冈第三步剧烈的1 二作条件( 使共价联结断裂) 而使e 迹效果变差；客体的结合和释出速 度部较慢，这是因为它们都涉及键的形成和断裂的问题。 ( 2 1 非菸价法：a n d e r s s o n 等提出了非共价m i t 方法并将这项技术运用于色谱固定 相的制备，在这一卜年束印迹技术的发展极其迅速，在多种领域中展现了独特的魅力。 非共价法也称自组装法，该过程模拟生物中的分f 间相互作用，如氧键、离子交换、静 第一章绪论 电引力、范德华力、疏水作用、金属螯合、空间位阻效应等非共价键，故这种分子识别 作用是通过多重分子间作用实现的，具有立体效应。尽管共价m i p 的键合点更均匀，但 非共价m i p 操作简单，亲和性和选择性较高，可应用的基团多，适用性广。因此，实际 制备m i p 过程中使用的多数为非共价法。例如，w h i t c o m b e 等人i l7 j 采用共价与非共价两 种作用来制备分子印迹聚合物，分子在识别的时候是通过非共价作用来识别，研究表明 印迹分子胆固醇与单体4 乙烯基苯碳酸酯共价结合后，通过水解使共价结合部断裂形成 酚羟基，在分子识别中通过氢键结合胆固醇。f 山i i 等i 博】【1 9 l 首次使用会属配基结合作用 制得金属配位m i p ，采用( i r ，2 r ) 1 ，2 二氨基己烷和4 ( 4 乙烯苄氧基) 水杨醛来生成薛夫 碱配基，通过c 0 2 + 把氨基酸结合到配基上，结果对n 苄基d ，l 缬氨酸旋光对应异构体的 拆分具有很高的选择性，a 高达6 8 2 。由于非共价法表现的优良性能，目i j 研究多为非 共价法。总结此法的优点为：不必合成共价的单体印迹加合物；可在温和的条件下将 印迹分子从聚合物中除去，这是因为其问仅有较弱的非共价作用力；客体的键合和释出 都有很快的速度，因为其间为非共价的相互作用。缺点为：印迹过程的轮廓不够清晰， 因为单体印迹分子加成物易于变化而无严格的计量关系；聚合过程的条件必须仔细加 以选择，使混合物中非共价的加合物能最大程度的稳定存在；由于在大量功能单体存在 的条件下( 为使平衡有利于加成物生成) 常会出现非特征的键合点，于是就会降低体系结 合底物的选择能力。表1 1 为常用氢键相互作用基团。 表1 1 氢键结合作用的供体和受体基团 t a b 1 1h y d r o g e nb o n d i n gd o n o ra n da c c e p t o rg r o u p s 供体基团受体基团 o h n + h n h s h c h o = s o n 髻乓0 b c 】 a b ，并且可知甲胺磷一巾- n h 2 更窬易与羧基的一c = o 发生搬姒的氯键， 并通过氢键作用形成稳定的j j u 合物。 2 3 2 a i m 分析 a i m f a t o m st nm o l e c u l e s l 理论【”1 的苗子化学训锋着重从计算电荷密度的拓扑分析 和存l 临界点的 t 普托斯值来分析的，此理论 要是用柬研究多利原子之问特别是氢键体 系的相互作 问题。按照a i m 理论，可以通过分析电荷密度0 0 和它在临界点的拉普拉 斯值( v 2 帕柬确定键的相互作用的本质。任临界点的电子密度的拇普拉斯值都为萨，此 为闭环体系相互作用的摹本特征。对于柏瓦作用分子间的临界点的j 下曲率儿来讲，其值 越小，键临界点越容易沿着键径移动，从而分了中键的性质就容易发生变化。计算结果 心咚 。够 j j j 夕 ， v 丫， 江南人学硕十学位论文 如表2 2 、2 3 。 表2 2a b 加合物在b 3 l y p 6 3l + g ( d ，p ) 水平下的键临界点性质( 单位：a u ) t a b 2 - 2c a l c u l a t e dp r o p e n i e sa tt h ec r i t i c a lp o i n tf o rt h ea bc o m p l e x ( u n i t ：a u ) a tb 3l i ，p 6 31 + g ( d ，p ) l e v e l 键 p c入l入2入3v f s 4 一h 3 2 0 o16 6 00 0l7 7 8o 017 010 0 7 2 6 60 0 3 7 8 7 0 2 5 - h1 6 0 0 0 7 3 0 9 - 0 0 0 6 6 3 6o 0 0 5 6 3 3 0 0 3 8 6 30 0 2 6 3 6 0 2 5 一h 1 7 o 0 0 8 8 6 9o 0 0 7 6 8 40 0 0 4 6 0 60 0 4 4 9 6 70 0 3 2 6 8 表2 3b c 加合物在b 3 l y p 6 3 l + g ( d ，p ) 水平下的键临界点性质( 单位：a u ) t a b 2 - 3c a l c u i a t e dp r o p e r t i e sa tt h ec r i t i c a ip o i n tf o r t h eb cc o m p j e x ( u n i t ：a u ) a tb 3l y p 6 31 + g ( d ，p ) i e v e l 对于键的临界点的电子密度及l a p l a c i a j l 值都有一定的标准要求：当v 。 o 时，所对应的键为非共价键，如离子键、氢键或范德 华力。对于典型氢键相互作用，电子密度风和l a p l a c i a n 值v 劲。都应该为正值，而且m 应在o 0 0 2 一o 0 3 5a u 之间，v 需在o 0 2 4 o 1 3 9a u 范围内【6 6 ，6 7 ，6 引。根据参数要求三个 风、v 劲。都较在典型氢键范围内。通过a i m 拓扑理论分析，电荷密度p 。越大，所对应 的键就越强。由此，可知在a b 加合物中a 中的c s 的s 和b 中的一o h 的h ，a 中n _ h 的h 和b 中的c = o 的o 可以形成氧键；b c 加合物中，c 中p = o 的o 与b 中o h 的h 、 c 中一s c h 3 的h 与b 中c = o 的o 以及c 中一n h 2 的h 和b 中c = o 的o 之间都有氢 键相互作用，所选单体可以和印迹分子形成稳定的加合物。并且从结合能比较，b c 的 结合能大于a b 的，即b c 加合物比a b 更稳定。因此，可推测b c 的印迹效率要比a b 的好。 由上面计算可推测a b 、b c 的印迹机理，见图2 4 。 a b 印迹过程示意图 1 6 一 从 室 时 銎 吣旷 州 甜 第二章量子化学计算印迹分子与单体之间的作用力 b c 印迹过程示意图 图2 - 4a b 和b c 印迹过程示意图 f i g 2 - 4s c h e m a t i cd i a g r a mo fa ba n db ci m p r i n t e dp r o c e s s 2 4 本章小结 在b 3 l y p 6 3 1 + g ( d ，p ) 水平下计算，得到了乙酰甲胺磷甲基丙烯酸、甲胺磷甲基 丙烯酸3 种稳定构型。并通过计算都具有较大的结合能，且基本上在氢键能范围内。 通过在b 3 l y p 6 31 + g ( d ，p ) 水平下对体系进行a i m 分析，发现a b 加合物中a 中 的c s 的s 和b 中的一o h 的h ，a 中n h 的h 和b 中的c = o 的o 可以形成氧键；b c 加合物中，c 中p = o 的o 与b 中o h 的h ，c 中一s c h 3 的h 与b 中c = o 的。以及 c 中一n h 2 的h 和b 中c = o 的o 之间都有氢键相互作用，并且a 与b 、c 与b 能够 形成稳定的加合物，结构稳定，能够进行印迹聚合。并且从结合能比较，b c 的结合能 大于a b 的，b c 加合物比a b 更稳定。因此，可推测b c 的印迹效率要比a b 的好。 1 7 江南大学硕十学位论文 第三章有机磷分子印迹的制备及其吸附性能研究 3 1 引言 有机磷农药是一类高效、广谱的化学杀虫剂，因其杀虫力强、适用范围广、防治对 像多、易降解、残留低、价格低廉等特点在农业病虫害的防治方面起到了重要的作用， 得到了广泛的应用，是中国目前使用量最大的一类农药。但是，研究表明，这些所谓的 非持久农药在某些环境条件下也会有较长的残存期，并在动物体内产生蓄积作用，所以 对人类健康危害很大，并对环境造成污染。我国专家江希流曾对为数众多的农药品种进 行分级排队，从中筛选了1 0 种强污染的农药，其中有7 种为有机磷类p j 。 甲胺磷又名多灭磷，化学名为0 ，s 二甲基硫代磷酰胺( m a p ) ，是一种广谱性，高毒， 高残留的有机磷杀虫剂、杀螨剂【6 9 1 ，通过抑制昆虫乙酰日h 碱酶活性来达到除虫效果，对 害虫具有触杀、胃毒作用，而且还具有一定的熏蒸、内吸作用。它残效期长，对螨类还 具有一定的杀卵作用，常用于水稻、早粮、蔬菜及地下虫害的防治，并具有高效的防治 作用。我国已经禁止使用甲胺磷等5 种高毒有机磷农药，并不得在蔬菜水果中检测到， 但是甲胺磷中毒事件时有发生。 乙酰甲胺磷( a c e p h a t e ) ，俗名高灭磷，是甲胺磷乙酰化的化合物，既具有甲胺磷优 越的药效，又是环保型的高效、低毒、低残留的广谱性有机磷杀虫剂，是甲胺磷的理想 替代产品【7 0 1 ，适用于蔬菜、茶树、水稻、小麦等作物，有效防治多种咀嚼式和刺吸式害 虫及害螨【7 1 1 。乙酰甲胺磷容易代谢为高毒甲胺磷，由于使用不当，乙酰甲胺磷中毒事件 亦时有发生。 甲胺磷和乙酰甲胺磷水溶性大，不易被有机溶剂提取，并且在样品中残留量很低， 样品的基质干扰较大，容易被基质掩盖。目前榆测甲胺磷、乙酰甲胺磷农药残留的前处 理方法包括有机溶剂提取【7 2 】，固相萃取【7 3 1 、固相微萃取【7 4 】、加速溶剂提取【7 5 1 、凝胶色 谱净化【7 6 1 等。使用的吸附材料对甲胺磷、乙酰甲胺磷选择性吸附较小，为了提高回收率 或准确度，必需采用大量有机溶剂并且反复进行，或者采用精密仪器检测如：气质联用 【7 7 1 、液质联用【7 8 】。这些分析成本高、污染大、耗费时问，使得分析方法不便于推广。因 此研制类似于酶和抗体的高选择性、低造价、稳定性好的吸附材料用于食品和环境中甲 胺磷、乙酰甲胺磷农药残留的富集、分离纯化和分析尤为重要。 分子印迹技术是对某一或一类特定的目标分子( 印迹分子) 设计具有特异识别性的聚 合物( m i p ) 。m i p 具有许多固定形状和大小的孔穴，孔穴内通常带有确定排列的结合位点， 对印迹分子的立体结构具有记忆和识别功能。与其它分子识别材料相比，m i p 具有设计 性强、制作简单、成本低廉、适应范围广、坚固耐用且可以循环使用等优点1 7 圳。目前分 子印迹聚合物通常是通过本体聚合制得大块聚合物，再经过粉碎、研磨、筛分、反复沉 降制得一定颗粒直径的粉末材料，过程繁琐，得率低【8 。而悬浮聚合法制备简单，周期 较短，且制备的分子印迹聚合物微球( m i p s ) 粒径均匀，粒径可控在几十微米的范围内等 优点。关于甲胺磷和乙酰甲胺磷分子印迹技术，经查新未见文献报道，本文采用悬浮聚 1 8 第二章乙酰甲胺磷分子印迹的制备及其吸附性能研究 合法制备甲胺磷和乙酰甲胺磷印迹微球，并对其吸附选择性进行了研究。 3 2 实验内容 3 2 1 试剂 备注： ( 1 ) 单体* m a a 、交联剂t m p t a ，在储藏和运输过程中为了防i 卜发生自聚，往往在其中加入对 苯二酚为阻聚剂。因此，在进行聚合反虑时必需除去阻聚剂，否则聚合反应不能进行。本实验单体 中阻聚剂的去除方法是采用三氧化二铝柱层析，然后减压蒸馏，收集流山物并保存丁冰箱中。t m p t a 中阻聚剂的去除方法采刚活性碳吸附法。 ( 2 ) 氯仿溶剂在储藏过程中，经光照或在空气中的氧化作用下，逐渐分解，生成极毒的光气( 碳 酰氯) 。为了防j 卜生成光气，一般市售的氯仿加有0 5 1 乙醇作为稳定剂。乙醇是极性溶剂，会影响 单体和印迹分子之间的作用力，冈此在使刚前应该去除其中的乙醇。方法为：取5 0 0 m l 氯仿于1 0 0 0 m l 分液漏斗，加入2 0 m l 浓硫酸，振摇数分钟，静置分层后，弃去酸层。重复上述操作2 3 次。然后， 用1 0 0 m l 2 硫酸钠溶液洗两次，再经无水硫酸钠干燥、蒸馏，收集沸点6 1 2 的馏分，置于棕色试 剂瓶中避光保存。 ( 2 ) a i b n 的纯化市售的a i b n 纯度低，在3 0 下存放容易变质，在作为引发剂时必须纯化。纯 化方法：5 0 0 m l 锥形瓶中加入9 5 的乙醇，然后在3 0 4 0 水浴中迅速加入2 0 9 a i b n ，并使其溶解。 趁热溶液进行热抽滤，滤液冷却后即产生白色结晶，若冷却至室温仍无结晶产生，可将锥形瓶置于 冰箱中过夜，然后进行抽滤，滤饼置于表面皿中，真空干燥2 4 小时，得剑针状结晶体，保存在棕色 玻璃瓶中，并放于冰箱中。 3 2 2 仪器 仪器名称型号生产厂家 离心机 台式水浴恒温振荡器 真空干燥机 机械搅拌器 恒温水浴锅 旋转蒸发仪 r j l d i l b s h z 8 8 d z f 6 0 2 0 h h s 1 1 1 r e 5 2 c 1 9 无锡市瑞江分析仪器有限公司 江苏省太仓市实验设备厂 上海新苗医疗器械制造有限公司 上海标本模型厂 上海跃进医疗器械厂 巩义市英峪高科仪器厂 江南人学硕士学位论文 索氏提取器 g c 气相色谱仪 红外分光光度计 紫外可见分光光度计 电子天平 冰箱 氮气减乐器 循环水式真空泵 涡旋仪 数码光学显微镜 手j 揣i u 镜 2 5 0 m l f u l i 9 7 9 0 f t l a2 0 0 0 t u 一1 9 0 l e l 2 0 4 b c d 1 8 l y q d - 0 7 a s h z - d ( i ) q l 一8 6 l d m b a 4 5 0 q u a n t a - 2 0 0 浙江温岭福立仪器厂 a b b 公司( 美国) 北京普析通用仪器有限责任公司 梅特勒托利多仪器上海有限公司 广东美的荣事达合资公司 宁波谨州恒立仪表厂 浙江黄岩求精真空泵厂 江苏省海门市其林贝尔仪器制造有限公司 厦门麦克奥迪实业有限公司 荷兰f e i 公司 3 2 3 有机磷m i p s 的制备 3 2 3 1 乙酰甲胺磷m i p s 的制备 准确称取0 1 8 3 2 9a c e p ( 印迹分子，1 o m m 0 1 ) 、o 3 4 4 4 90 【- m a a ( 单体，4 o m m 0 1 ) 溶于 1 5 0 m l 氯仿中，放在冰箱里过夜使得印迹分子和单体充分作用，然后加入t m p t a ( 交联 剂，2 0 o m m 0 1 ) 、1 0 0 o m ga i b n ( 引发剂) 形成均匀混合物，称此混合物为有机相。准确 称取4 0 9p v a l 2 4 加入装有1 5 0 o m l 二次蒸馏水的三口瓶中，于9 0 9 5 热水中使其溶 解，然后冷却至室温，在一定的转速下把上述有机相慢慢加入三口瓶中( 有机相在加入 前超声脱气3 0 m i n ) ，形成乳白色的微悬浮乳液。在氮气保护的密闭系统中于6 0 恒温水 浴热引发聚合2 4 h 。m i p s 用温水洗涤3 5 次，并在温水中用离心机离心收集m i p s ，用1 0 冰乙酸的甲醇溶液索氏提取2 4 h ，直至检测不到印迹分子为止，然后用甲醇洗掉乙酸。 待微球晾干后于4 0 真空干燥2 4 h ，取2 2 0 4 0 0 目筛( 3 7 5 7 0 “m ) 的m i p s 待用。 空白印迹聚合物微球叫m i p s ) 制备方法除了印迹分子不加外其余步骤同上。 3 2 3 2 甲胺磷m i p s 的制备 准确称取o 1 4 1 2 9m a p ( 1 o m m 0 1 ) ，其余制备过程同3 2 3 1 。 3 2 4 紫外光谱分析 固定a c e p 在氯仿中的浓度为o 2 m m o l l ，改变伐一m a a 浓度，配制a c e p 和0 【- m a a 配 比为1 ：l 、l ：2 、1 ：4 、l ：6 系列溶液。室温下恒温振荡3 0 m i n ，冰箱中过夜，测各试液的紫 外吸收光谱。 3 2 5 红外光谱分析 分别对a c e p5 0 m m o j l 氯仿溶液、。【m a a2 0 0 1 1 u n o l l 氯仿溶液以及a c e p 和 仅m a a ( 1 ：4 摩尔比) 的氯仿溶液进行红外光谱分析。 3 2 6 气相色谱分