硅橡胶表面印迹替米考星分子聚合物的制备及性能研究

硅橡胶表面印迹替米考星分子聚合物的制备及性能研究

表面书法技术是在胶囊表面或有机聚合物固定表面和毛细管表面上进行聚类和整合的技术。替米考星(Tilmicosin)是一种由泰乐菌素半合成的大环内脂类畜禽专用抗生素。本文以替米考星为模板分子,以甲苯为溶剂,以甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,合成了在硅胶表面印迹替米考星分子聚合物,并初步研究了其吸附性能,以期为畜禽类食品中替米考星的分离纯化提供高选择性的分离材料。1实验部分1.1甲基丙烯酸乙二醇酯maa的合成NicoletSBX60付立叶变换红外光谱仪;TU-1901型双光束紫外可见分光光度计;硅胶(160-200目);替米考星;二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA);甲基丙烯酸(MAA,经干燥、减压蒸馏后使用);3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS,优级);4,4′-偶氮双(4-氰戊酸)(ACPA)。其他试剂均为分析纯。1.2烷基化硅胶silia-nh2的合成先用HNO/H2O(1∶1)浸泡、活化硅胶。取10克活化后的干燥硅胶于250mL三口瓶中,加入干燥甲苯220mL和5-7mLAPS,在氮气的保护下,搅拌回流8h,用甲苯、丙酮、乙醚清洗,105℃真空干燥12h,得到烷基化硅胶(silica-NH2)。1.3silca-nh2的氨基化合物利用ACPA上的羧基和烷基硅胶上的氨基反应,在硅胶(silica-NH2)表面上引入ACPA,因为ACPA含有偶氮基团在50-60℃易分解形成自由基,所以必须在低温操作实验,但在低温时羧基与氨基反应活性不高。因此先把ACPA酰氯化,生成ACPC,利用酰氯基团与烷基硅胶(silica-NH2)上的氨基反应,提高反应活性。实验步骤如下:5克ACPA溶于50mL干燥二氯甲烷中呈悬浮液,取20mL二氯亚砜溶解在50mL的二氯甲烷中,逐滴加到ACPA的二氯甲烷悬浮液中,0℃条件下磁力搅拌。滴加完后,室温继续搅拌至完全反应为止。加入干燥的环己烷(300mL,0℃)冷却结晶,得到结晶产物,继续用干燥的环己烷冷却提纯二次,得到ACPC。由于ACPC极易溶解于水,所以实验要在绝对无水的条件下进行。如图(略)所示:1710cm-1处的峰为未参与反应的羧基的峰。在1790cm-1处的峰为羧基转化为酰氯基的峰。产率为72%。取5g烷基化硅胶(silica-NH2)分散于40mL二氯甲烷中,0.75gACPC溶于10mL二氯甲烷中,逐滴加入硅胶分散液中,常温下磁力搅拌反应6h。分别用水/乙醇(1/1)、再用无水乙醇、干燥乙醚洗两次,室温真空干燥,产物放入-10℃冰箱储存。1.4反应物溶液的制备取上述硅胶1g加入50mL圆底烧瓶中,加甲苯15mL、功能单体MAA0.68mL、EDMA7.6mL和Tilmicosin0.05mmol密封。反应前,通入氮气保护,置于60℃油浴,磁力搅拌30h。将聚合反应物取出,用四氢呋喃反复洗涤,抽滤,直到滤液滴加到甲醇中,无白色沉淀出现。得硅胶印迹聚合物(MIP)。并用甲醇索氏提取24h,真空干燥备用。不含模板分子的非印迹聚合物的制备(NMIP):除不加模板分子外,其余同以上实验条件,制备不含模板分子的非印迹聚合物。1.5米考星检测波长对替米考星印迹聚合物吸附性能研究主要是测定其吸附量。通过测定替米考星溶液紫外吸收曲线,确定其检测波长为282nm,标准曲线方程为:A=0.0192c+0.0124式中:A为溶液吸光度,c为溶液中替米考星浓度(μg·mL-1)相关系数R2=0.9998。2结果与讨论2.1n4.2回归系数将APS改性后的硅胶用元素分析仪测定改性硅胶的含氮量,从而测得APS化学键合在硅胶表面的偶合量。APS改性硅胶的元素分析值是:N1.67,C4.47,H1.43。每摩尔APS含有一个氮原子,MAPS硅胶=1.67%/14=1.1928mmol/g从APS改性的硅胶红外光谱图(略)中可以看到1637cm-1的吸收峰,此峰为N-H的弯曲振动吸收峰,2934cm-1附近的吸收峰为甲基、亚甲基的伸缩振动吸收峰,结合元素分析结果,表明APS硅烷偶联剂成功键合到硅胶颗料表面。2.2偶氮引发剂的影响ACPC引入APS改性硅胶后的元素分析值是:C9.3,N3.21,H1.8。与APS改性硅胶元素分析结果相比,N含量从1.67上升至3.15,表明偶氮引发剂ACPC成功地引入到APS改性硅胶表面。每克硅胶含偶氮量计算如下:MAPS−引−Si=反应后含氮量−反应前含氮量14×2=0.5286mmol/gΜAΡS-引-Si=反应后含氮量-反应前含氮量14×2=0.5286mmol/g2.3表面mip如图2所示,a为未反应硅胶的表面,b为聚合反应后硅胶的表面(MIP)。与图2a比较,从图2b中可以看出,硅胶表面覆盖了较厚的聚合层,这是因为EDMA和MAA在甲苯溶液中发生了聚合反应,其中的凹穴是将模板分子洗脱后留下的。2.4聚合物对底物的吸附量称取0.02g的MIP(NMIP)于锥形瓶中,加入已知浓度的替米考星乙醇溶液50mL,放入恒温振荡器中于25℃振荡8h后离心分离,在282nm处测量平衡吸附液中底物的浓度。根据结合前后溶液中底物的浓度变化和工作曲线,计算出聚合物对底物的结合量。吸附量Q(mg·g-1)可以由下式计算:Q=(C0-Ce)V/W。其中,C0为底物的初始浓度:Ce为吸附平衡时底物的浓度:V为底物溶液的体积:W为MIP的加入量。吸附曲线如图所示:由图3可见,当浓度低于15μg/mL时,随着低物溶液的增加,Q迅速增加,而当底物浓度超过15μg/mL时,Q的增加速度开始平缓。MIP的吸附量比NMIP的吸附量有明显的增加,这表明分子印迹的聚合物对其模板分子有很强的识别能力。根据以上数据,计算吸附量为:Q=(25μg/mL-14.93μg/mL)×50mL/0.02g=25.18mg·g-12.5mip分子识别能力和染色速率在分子印迹聚合物的重量(0.02g)和模板分子的初始浓度C0(25μg/mL)不变的情况下,测定了不同时间(t)时MIP对模板分子的吸附量。由图4可见MIP