基于SI-ATRP法制备磁性限进表面分子印迹聚合物及其对几种抗生素的吸附特性研究
Preparation of Magnetically Bound Surface Molecularly Imprinted Polymer Based on SI-ATRP Its Adsorption Properties for Several Antibiotics

本论文实验采用课题组自己合成的单分散氯甲基苯乙烯微球(PCMS-DVB)和溴代后的磁性二氧化硅微球为载体,实验研究中以我们所检测的食品中常见的药物残留的抗生素为模板分子,成功制备了三种印迹聚合物以及探究了其对几种抗生素的吸附特性研究.并对印迹聚合物进行检测.并取得了满意的效果.论文主要工作具体内容如下:1.单分散磁性限进表面分子印迹聚合物的制备及其对甲砜霉素在牛奶中的识别研究本实验以制备的单分散磁性微球(四乙烯基苄氯/二乙烯基苯)(Fe3O4/PCMS/DVB)为载体,用甲砜霉素(Thiamphenicol,TAP)作为实验研究的目标分子(模板),把4-乙烯基吡啶(4-VP)试剂用作实验功能单体,聚合物采用引发表面原子转移自由基聚合方法(SI-ATRP),成功地制备了对有甲砜霉素(TAP)残留有识别特异性的单分散限进磁性表面分子印迹聚合物(TAP-RAM-MMIPs).并把制备的具有磁性的四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒子成功的接枝到聚合物微球(PCMS/DVB)的内部(通过膨胀吸附法),其中通过使用三氯甲烷溶胀把聚合物微球的孔隙放大,则磁性纳米粒子四氧化三铁可成功的进入微球中,伴随着时间的反应,聚合物微球的孔径便会回到之前的粒径,从而使四氧化三铁纳米粒子便封锁在聚合物的内部.实验产物最后用有关仪器进行分析:扫描电子显微镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、多元素一体化分析(EA)和振动样品磁强计分析(VSM).结果证明:分子印迹聚合物对抗生素残留(TAP)有着比较好的特异识别的能力,并通过吸附平衡实验则分子印迹聚合物在100 min内达到了平衡,聚合物并用高效疏水液相色谱法(HPLC)测定了分子印迹了聚合物的特异性识别的分离能力.通过实验表征和计算的到:回收率为96.5101.1%,相对标准偏差为2.8%3.8%,表明该材料在复杂样品预处理中具有一定的应用价值.2.磁性限进表面分子印迹材料对牛奶中磺胺甲基嘧啶的特异性识别研究本实验以溴代后的磁性二氧化硅微球为载体(二氧化硅外层包覆四氧化三铁(Fe3O4/SiO2)),溴化亚铜(CuBr)与2,2'-联吡啶(Bpy)形成反应催化体系,功能单体和模板分子分别为丙烯酰胺(AM)和磺胺甲基嘧啶(SMR),采用引发表面原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)成功的制得了磁性限进磺胺甲基嘧啶表面分子印迹聚合物(SMR-RAM-MMIPs).实验产物用有关的仪器进行表征:傅立叶红外光谱(FT-IR),元素分析(EA),热重分析(TGA)和扫描电子显微镜分析仪(SEM)对其进行了表征.通过表征及实验检测磺胺甲基嘧啶分子印聚合物的性能效果,最终实验结果:使溶液浓度有序的变大和温度的升高使之聚合物的吸附量也随之开始增加,通过实验测得聚合物的吸附效果最佳时候的浓度(160 mL/L)时吸附效果最佳,并且也得到聚合物材料的静态实验的饱和吸附容量(23.83mg/g).并运用Scatchard方程进行数据的拟合,显示拟合度良好.实验中选择了与磺胺甲基嘧啶结构相类似的三种抗生素残留物(磺胺二甲异恶唑(SIZ)、磺胺二甲氧基嘧啶(SDM)、甲氧苄啶(TMP))作为本实验中的目标竞争分子,通过HPLC把印迹聚合物应用于牛奶样品检测SMR,测得聚合物具有良好的效果.回收率:81.1%102.7%,相对标准偏差:2.6%3.7%,并也得到较好检出限结果为8.01μg/L.效果令人满意.3.双功能单体法磁性限进表面分子印迹材料的制备及对甲砜霉素在牛奶吸附性能的研究采用表面引发原子转移自由基聚合方法(SI-ATRP),本实验把磁性四氧化三铁在二氧化硅外表包覆着并用作实验磁性载体聚合物(Fe3O4@SiO2),用抗生素甲砜霉素(TAP)作为目标分子(模板),交联剂使用乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA),2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发试剂,用丙烯酰胺(AM)和α-甲基丙烯酸(MAA)二者作为本实验中的双功能单体,最后成功制备了对抗生素残留(TAP)有特异性识别的印迹聚合物(TAP-RAM-MMIPs).实验产物所用仪器进行表征:透射电子显微镜仪(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析(TGA)和振动样品磁强计(VSM)对聚合物进行不同的表征.最终结果显示,在磁性二氧化硅微球外层成功印迹上了聚合物层,并且证明了分子印迹聚合物具有较好的磁性.把RAM-MMIPs对牛奶样品中的TAP进行提取和定量分析.通过高效液相色谱(HPLC)法分析证实了该聚合物的特异性,确定了检测限(9.6 ug/L),大于90%的回收率.从而形成了一种快速、选择性地吸附方法.把印迹聚合物材料对牛奶样品中TAP含量进行检测,检测结果令人满意.