2014 高分子学报 两步蒸馏沉淀聚合法制备红霉素表面分子印迹聚合物及其性能研究_刘江
二步种子溶胀法制备氯霉素分子印迹聚合物微球及其识别性能_左华敏

化工进展2011年第30卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·589·二步种子溶胀法制备氯霉素分子印迹聚合物微球及其识别性能左华敏,李雁,李璐,解新安,熊明洲(华南农业大学食品学院,广东广州 510642)摘要:以聚苯乙烯乳液为种球、氯霉素为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,采用二步种子溶胀法制备了单分散氯霉素分子印迹聚合物微球(MIPMs)。
通过扫描电镜(SEM),考察了溶胀比﹑搅拌速度﹑水油比﹑交联剂用量﹑分散剂用量等对MIPMs形态﹑粒径大小及粒径分布的影响。
并用静态吸附实验考察了微球的吸附识别性能。
结果表明,当溶胀比为40,搅拌速度为150 r/min,水油比在(81∶)~∶),EDMA用量为20 mmol,HEC用量为1.2 g时,可以获得一系列粒径均匀﹑分散性好的MIPMs。
当(111功能单体为4 mmol MAA,交联剂为20 mmol EDMA时,制备的MIPMs识别性能最好,以甲砜霉素为竞争底物,分离因子达到5.57。
二步种子溶胀法为水相中MIPMs的制备开辟了一条简捷有效的途径。
关键词:二步种子溶胀;分子印迹;氯霉素;微球中图分类号:TQ 316.33+3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2011)03–0589–08 Preparation of molecularly imprinted polymer microspheres for chloramphenicol by two-step seed swelling and its recognition performanceZUO Huamin,LI Yan,LI Lu,XIE Xin’an,XIONG Mingzhou(College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,Guangdong,China)Abstract:Monodisperse molecularly imprinted polymer microsphere(MIPMs)for chloramphenicol was prepared by two-step seed swelling using linear polystyrene emulsion as seeds,methacrylic acid (MAA)as functional monomer and ethylene glycol dimethacrylate(EDMA)as crosslinker. The influences of swelling ratio,stirring speed,ratio of water to oil,dosage of cross-linker and dispersant on the morphology,size and size distribution of the MIPMs were investigated by scanning electron microscopy(SEM). Furthermore,static adsorption was used to evaluate the recognition properties of the MIPMs. When the swelling ratio was 40,stirring speed was 150 r/min around,ratio of water to oil was (8∶1)—(11∶1),dosage of cross-linker was 20 mmol,dosage of dispersant was 1.2 g,a series of uniformly sized MIPMs with good dispersion were obtained. When 4 mmol MAA was used as the functional monomer,and the dosage of crosslinker was 20 mmol,the prepared MIPMs exhibited the best recognition performance,and the separation factor was up to 5.57 when thiamphenicol was chosen as the competitive molecules. Two-step seed swelling opened a simple and effective approach to preparing MIPMs in water.Key words:two-step seed swelling;molecularly imprinted;chloramphenicol;microspheres收稿日期:2010-09-03;修改稿日期:2010-10-13。
两种分子印迹聚合物的制备及其性能研究的开题报告

两种分子印迹聚合物的制备及其性能研究的开题报告标题:两种分子印迹聚合物的制备及其性能研究摘要:分子印迹聚合物是一种高分子材料,具有高选择性和特异性。
本文研究了两种分子印迹聚合物的制备方法及其性能。
第一种是用对硝基苯甲酸(PNBA)作为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体,以及亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂进行制备。
第二种是用苯甲酸(BA)作为模板分子,MAA作为功能单体,以及乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)作为交联剂进行制备。
制备出的聚合物均采用压片法进行制备,然后经过静态吸附实验和选择性实验的测试。
结果表明,两种分子印迹聚合物均具有良好的选择性和特异性,并且与目标分子具有很好的亲和性。
关键词:分子印迹聚合物;对硝基苯甲酸;苯甲酸;甲基丙烯酸;亚甲基双丙烯酰胺;乙二醇二甲基丙烯酸酯;选择性;特异性一、研究背景和意义分子印迹聚合物是一种可以特异性地识别目标分子的高分子材料。
它们具有高选择性、高效率和良好的稳定性,因此广泛应用于分离、检测、催化等领域。
随着现代科技的发展和对环境污染的关注,对分子印迹聚合物的研究也越来越受到关注。
因此,研究分子印迹聚合物的制备方法和性能具有重要的理论和实践意义。
二、研究流程和方法1.实验材料对硝基苯甲酸(PNBA)、甲基丙烯酸(MAA)、亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、苯甲酸(BA)和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)。
2.实验方法(1)第一种聚合物的制备方法:将PNBA、MAA、MBA以1:4:20的摩尔比添加到甲醇中,加入过硫酸铵作为引发剂,经过凝胶聚合反应制备出聚合物。
(2)第二种聚合物的制备方法:将BA、MAA、EGDMA以1:4:20的摩尔比添加到甲醇中,加入过硫酸铵作为引发剂,经过凝胶聚合反应制备出聚合物。
(3)静态吸附实验:将制备好的聚合物与目标分子PNBA和BA混合,在一定温度下静置一段时间,然后通过分析溶液中残留的目标分子浓度来计算吸附量。
罗红霉素分子印迹聚合物的合成及其特性研究

3讨论在样品处理中,由于本品为液体剂型,所测成分盐酸小檗碱在甲醇中溶解性好,故可以直接用甲醇溶解,测定,其操作步骤简单,被测组分分离较好。
在流动相的选择上,本试验曾分别选用了乙腈- 0.05 mol·L−1磷酸二氢钾缓冲液(用磷酸调节pH值至3.0)(3070)∶[2],0.05 mol·L−1磷酸二氢钾(三乙胺调pH至8.0)-乙腈(7723)∶[3],乙腈-0.025 mol·L−1磷酸二氢钠-0.025 mol·L−1十二烷基硫酸钠 (50∶2525)∶[4]等多种溶剂系统,发现0.05 mol·L−1磷酸二氢钠溶液-乙腈-磷酸(70∶30∶0.08 )出峰时间合适,峰形尖锐,分离度及系统适用性较好,故作为本试验的流动相。
在色谱柱的选择上,采用Kromasil C18柱(250 mm×4.6 mm,5 µm)时杂质峰溶剂峰较多,易受干扰;采用VP-ODS 柱(250 mm×4.6 mm,5 µm)的出峰时间太长,保留时间大约为17 min;而采用Inertsil C8-3柱盐酸小檗碱的保留时间为6.5 min左右,出峰时间合适,峰形较好,分离度达到要求。
本实验采用HPLC测定烫伤合剂中盐酸小檗碱的含量,方法简便、准确、重复性好,可作为控制产品质量的定量依据。
REFERENCES[1] XIAO P G. Modern Chinese Materia Medica (新编中药志)[M]. Vol 3. Beijing: Chemical Industry Press, 2001: 701. [2] Ch.P(2005)VolⅠ(中国药典2005年版.一部)[S]. 2005: 58. [3] LIAO X W, LIU M, YU Q W, et al. Determination of thecontents of berberine hydrochloride in Qingyan syrup byHPLC [J]. Chin J Hosp Pharm (中国医院药学杂志), 2006,26(2): 230-231.[4] YU L, WANG X F, WANG J, et al. Determination of thecontents of berberine hydrochloride in Shenshu granules byHPLC [J]. China Pharm (中国药师), 2007, 10(10): 996-997.收稿日期:2009-09-04罗红霉素分子印迹聚合物的合成及其特性研究贾宝秀1,孙晓业2,李玉琴1*,肖玉良1,郝吉福1,夏成才1(1.泰山医学院药学院,山东泰安 271016;2.天津中医药大学,天津 300193)摘要:目的探讨采用分子印迹技术合成罗红霉素分子印迹聚合物的方法,并对其特性进行研究。
没食子酸分子印迹聚合物的合成及识别性能研究

没食子酸分子印迹聚合物的合成及识别性能研究殷亮;何瑞莲;蒋达洪;黄敏【摘要】采用分子印迹技术合成了没食子酸分子印迹聚合物,通过实验研究了功能单体种类、模板分子与功能单体的物质的量之比、交联剂和溶剂种类不同的条件下制备的印迹聚合物的吸附性能,从而确定了没食子酸印迹聚合物制备的适宜条件;对合成的没食子酸分子印迹聚合物进行了等温吸附和Scatchard分析,研究了没食子酸分子印迹聚合物的识别特性,并通过红外光谱和扫描电镜表征了印迹聚合物的微观结构和微观形貌.【期刊名称】《广东石油化工学院学报》【年(卷),期】2018(028)003【总页数】6页(P39-44)【关键词】没食子酸;分子印迹聚合物;识别性能;吸附量【作者】殷亮;何瑞莲;蒋达洪;黄敏【作者单位】中国石油大学(华东) 化学工程学院,山东青岛266580;广东石油化工学院化学工程学院,广东茂名525000;广东石油化工学院化学工程学院,广东茂名525000;广东石油化工学院化学工程学院,广东茂名525000;广东石油化工学院化学工程学院,广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】O631.3分子印迹技术是一种人工合成且具有分子识别功能的技术[1]。
运用分子印迹技术制备对某种特定目标分子具有特异选择性的聚合物,即分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer,MIP)的过程,常常被形象地描绘为制造识别“分子钥匙”的“人工锁”技术。
在分子印迹聚合物的制备过程中,模板分子主要通过氢键、离子键等作用确定分子印迹聚合物基质孔穴的形状和大小,使其具有预定识别的高度选择性[2]。
分子印迹聚合物已经应用于分析化学中的许多领域如催化剂、色谱分析、模拟酶、固相萃取、生物模拟传感器[3-4]等。
没食子酸(3,4,5-三羟基苯甲酸,GA)是一种天然多酚类化合物,具有抗氧化、抗凋亡等多种生物学活性[5-6]。
本研究以没食子酸为印迹分子,乙腈为溶剂,4-乙烯基吡啶、α-甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,采用本体聚合法合成了GA-MIPs,并通过静态平衡结合法和Scatchard分析研究了该聚合物的结合性质和识别性能,以期为建立从生物体和环境中分离富集和快速测定没食子酸的新方法提供参考依据。
利用沉淀聚合法制备胡黄连苷Ⅱ分子印迹聚合物的研究

( 1 . 中 国药 科 大学生 理学 教研 室 , 江苏 南 京 2 1 0 0 0 9 ;
2 . 中央 民族大 学 中 国少 数 民族传 统 医学研 究 院 , 北京
1 0 0 0 8 1 )
捅要 : 目的 为 了制 备 胡黄 连 苷 Ⅱ的 分 子 印迹 聚合 物 , 评 价 其 形 貌 和 吸 附 能 力 。 方 法 以胡 黄 连 苷 Ⅱ为模 板 , 采 用 沉 淀 聚 合 法 制备 胡 黄 连 苷 Ⅱ的 分 子 印 迹 聚 合 物 , 观 察其形貌 , 并 进 行 静 态吸 附 实验 , 对 实验 结 果 进 行 S c a t c h a r d分 析 。结 果 合 成
Me d i c i n e , Be i j i n g 1 0 0 0 8 1 . C i n a)
Ab s t r a c t : O b j e c t i v e T o p r e p a r e p i c r o s i d e Ⅱ mo l e c u l a r l y i mp i r n t e d p o l y me r s( M I P s )a n d e v a l u a t e i t s mo r p h o l o g y a n d a d s o r p —
的聚合 物微球表 面较光滑 , 大小较均 匀, S c a t c h a r d分析得 出胡黄连 苷 Ⅱ分子 印迹 聚合 物的 最大表观结合位 点数 Q … =3 . 0 2 g / mg , 聚合物 一目标 分子复合物的解 离常数 K = 0 . 0 2 4 g / L 。结论 利 用沉淀 聚合法 可以形成 形貌和靶 向吸 附能力 均 较 好 的 胡 黄 连 苷 Ⅱ分 子 印 迹 聚 合 物 , 可 用 于从 中 药粗 提 物 中靶 向 分 离胡 黄 连 苷 Ⅱ及 其 结 构 类 似 物 , 有 利 于减 少 中药 提 取分 离过程 中有机溶 剂的使 用、 环境友好 、 操 作简便 , 为 中药胡黄连苷 Ⅱ的高效分 离提供 了新的方法。
分子印迹聚合物的制备及其在固相萃取中的应用---优秀毕业论文参考文献可复制黏贴

绪论引言分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique, MIT)是20世纪80年代迅速发展起来的一种化学分析分离技术,即制备在空间结构及结合位点上与目标分子完全匹配的聚合物的实验技术。
分子印迹技术涉及化学、高分子、生物、医药、材料等多学科交叉,在化学仿生传感器、模拟抗体、模拟酶催化、膜分离技术、对映体和位置异构体的分离、固相提取、临床药物分析等领域展现了良好的应用前景[1]。
固相萃取(solid phase extraction, SPE)是一种基于色谱分离的样品前处理方法,是指液体样品在正压、负压或重力作用下通过装有固体吸附剂的固相萃取装置,从而将特定的化合物吸附并保留在SPE柱上的实验方法。
主要应用于环境样品痕量检测、药物分析与分离、生物与临床样品分析及其他如食品工业等方面,是一个被非常看好的并具发展潜力的新型分离技术。
1.2分子印迹技术1.2.1分子印迹技术原理及方法分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymers, MIPs) 是模板分子(Template)以共价键或非共价键形式与功能单体(Monomers) 结合,并在引发剂作用下与交联剂(Crosslinker) 发生聚合,洗去模板分子之后,形成在空间结构及结合位点上与目标分子完全匹配的几何空间空穴,该空穴在形貌和作用力方面对模板分子都有着记忆和识别特性。
印迹过程图示见图1。
1.2.1.1 分子印迹法-预组装法预组装法(Pre-organized approach )也叫共价印迹法,是由德国的 Wulff 教授研究小组[2]于20世纪70年代初期创立。
共价印迹法是指在进行聚合反应以前,功能单体和模板分子之间是通过共价键相互联结的,该共价联结的产物在保持共价联结固定的情况下,进行聚合反应,聚合完成后,上述的共价联结则通过分解反应,使聚合物中的模板除去,即得到分子印迹聚合物。
当此印迹聚合物和客体分子相遇时,则又可形成相同的共价联结。
分子印迹聚合物制备与应用

分子印迹聚合物制备与应用姜忠义(天津大学化工学院,天津300072)摘 要:分子印迹作为制备对某一特定的分子(印迹分子或模板分子)具有特异性识别的聚合物的过程,在分离分析、仿生传感器和模拟酶催化等方面具有重要的应用前景。
介绍了分子印迹技术的基本原理、分子印迹聚合物的制备和特性、分子印迹技术的应用场合及发展趋势。
关键词:分子印迹;分子印迹聚合物;原理;制备;应用中图分类号:TQ 050.4+25 文献标识码:A 文章编号:036726358(2003)022*******P rep arati on and A pp licati on s of M o lecu larly I m p rin ted Po lym ersJ I AN G Zhong 2yi(S chool of Che m ica l E ng ineering and T echnology ,T ianj in U n iversity ,T ianj in 300072,Ch ina )Abstract :A s an effective app roach to p repare po lym ers having h igh affin ity and selectivity tow ards targetm o lecu le (i m p rin ted m o lecu le o r tem p late m o lecu le ),m o lecu lar i m p rin ting techn ique has p rom ising app lica 2ti on s in sep arati on and analysis ,b i om i m etic sen so r and enzym atic catalysis .T he fundam en tal p rinci p le of m o lecu lar i m p rin ting techn ique ,p reparati on and characteristics of m o lecu larly i m p rin ted po lym ers and ap 2p licati on fields and developm en t tendency of m o lecu lar i m p rin ting techn ique are b riefly discu ssed .Key words :m o lecu lar i m p rin ting ;m o lecu larly i m p rin ted po lym ers ;p rinci p le ;p reparati on ;app licati on收稿日期:2001211226作者简介:姜忠义(1966~),男,博士,教授。
分子印迹聚合物的特性及其应用讲解学习

Wulff G研究小组首次成功制备 出MIP
1972年
奠定基础
当时Pauling 首次提出抗体形成学说 40年代
三、分子印迹聚合物的合成原理
基本原理:当模板 分子(印迹分子)与聚 合物单体接触时会形成 多重作用点,通过聚合 过程这种作用就会被记 忆下来,当模板分子除 去后,聚合物中就形成 了与模板分子空间构型 相匹配的具有多重作用 点的空穴,这样的空穴 将对模板分子及其类似 物具有选择识别特性。
悬浮聚本合体聚合 聚 方合 法 硅和术胶 溶 等表牺 胶面-牲聚凝载合胶体技 分引 合 分 接 成 不 长 微 工 且散发。子在球断并球艺能剂剂当链一形有缠从简制的分反生起的分接聚单备性大解应长,核子,合,不聚分产进到在,链直相可同合又种有径一再子生行一搅随在至中适粒物称子/较定通链自一定拌着已最析用径微为溶无小的过舒由定长作反形后出于级球多胀皂的乳还展基程度用应成形。各别。步悬乳微液原活丙等中紧与溶特是性在获M后度就下的的成分种的I溶浮液球进剂化烷介对而完胀点可,溶得P引 后 相 逐 进 核 完 散 单 单采全聚度前用分合形研相胀聚聚作行的过三质模无全系。以通剂的发,互渐行上整聚体分用氟合范制的离方溶成磨比悬合合为多加的丙反板法用数这利过中M聚高缠形,生的合,散剂与烃物围备方效式乳和I,浮,法种次入硅烯应分洗高小种用对,法过数P的一为表分聚法能仅液筛解这聚即合子溶,胶酸接子脱分、方粒粒合程M非般分面布合之高限,分决种合采成,胀经、酯枝包完子传法子子I成繁P极有散活窄物一,于聚的了聚或用粒用,光聚粒聚埋全单质最的本的条琐性机介性,微。但能合步传合三子合过的体速大机身制件,的溶质剂形球这水溶后骤统物羟、。深问合度的械性备简所分模剂,使态最种包于得,方具甲玻这或题成快优稳能都单得离板皆加印规简方油疏到制法有基璃样过,的的点定的采,粒能分不入迹则便法的水的备用操子力子互特混,、省悬性M的此作的I。。溶制合是最去浮有MP法易不I粒的的物目常了聚机P,于 规但控则后制低处,了理多其 引发或热引发制调得节M来I适P微应球需。要。 这种方法可以得到粒径均匀
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第12期2014年12月高分子学报ACTA POLYMERICA SINICANo.12Dec.,20141635*2014-04-15收稿,2014-05-16修稿;兵团博士资金专项(项目号2012BB020)、石河子大学高层次人才科研启动资金专项(项目号RCZX201115)、国家自然科学基金(基金号81260487)和人社部留学回国人员启动项目(项目号RSLX201204)资助.**通讯联系人,E-mail :yingchunli_judy@163.com ;Th_pha@shzu.edu.cn doi :10.11777/j.issn1000-3304.2014.14123两步蒸馏沉淀聚合法制备红霉素表面分子印迹聚合物及其性能研究*刘江刘媛李迎春**唐辉**吴冰冰(新疆特种植物药资源教育部重点实验室石河子大学药学院石河子832002)摘要采用两步蒸馏沉淀聚合法,制备了红霉素表面分子印迹聚合物.第一步制备了甲基丙烯酸和二乙烯基苯共聚物微球(PMAA-co -DVB ),将其作为内核,再通过第二步蒸馏沉淀聚合,以甲基丙烯酸(MAA )为功能单体,二乙烯基苯(DVB )为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN )为引发剂,红霉素(EM )为模板分子,内核表面聚合一层分子印迹膜层,从而制得具有“核-壳”结构的红霉素表面分子印迹聚合物.通过激光粒径测定、扫描电子显微镜以及结合实验对其形貌和结合性能进行表征.结果表明,在聚合物单体体积分数为7%时,制备出的PMAA-co -DVB 微球形态良好,当EM 与MAA 的比例为1ʒ4,第二步蒸馏沉淀聚合中单体体积分数为2.8%时,所得的印迹材料结合性能最佳,对EM 最大结合量为76.8mg /g ,结合达到平衡的时间为90min.对红霉素的识别能力高于对其结构类似物罗红霉素.关键词两步蒸馏沉淀聚合,表面分子印迹,红霉素分子印迹聚合物(molecularly imprintedpolymers ,MIPs )是利用分子印迹技术(molecular imprinting technique ,MIT )制备的对特定的模板分子有选择性结合的功能材料.由于MIPs 具有构效预定性(predetermination )、特异识别性(specific recognition )和广泛实用性(practicability )等诸多特点且有较强的分离和富集能力,逐渐发展成一个研究热点,已应用于药物分析、食品分析、军事、生化分离、生物传感器等多个领域[1].传统方法制备的印迹聚合物因印迹位点大都位于聚合物内部,存在模板分子洗脱困难、分子渗漏、结合速率低、达结合平衡时间较长、或反应体系中需加入稳定剂而导致成分复杂等诸多问题,且制备的材料形状各异,粒径难以控制[2].近年来发展的表面印迹技术可以将印迹位点固定于材料表面,从而克服传统印迹中的模板“包埋”现象,所制备的表面分子印迹聚合物(surface molecularly imprinted polymers ,SMIPs ),较其他方法制备的印迹材料有显著特点:结合位点较容易获得;物质迁移快;结合动力学快;可以印迹蛋白质等生物大分子[2].以“核-壳”结构为代表的球状SMIPs [3]可以通过基质微粒的大小控制SMIPs 的大小和形状,规整的外形拓展了其应用范围,也提高了材料的性能.SMIPs 的制备方法大致可分为牺牲载体法、化学接枝法、聚合加膜法等[2],大都以硅胶作为内核,在其表面进行修饰聚合而得到表面印迹材料.但硅胶需要进行前处理,制备过程繁琐,导致产率较低[4];且大部分商品化的硅胶颗粒多为无定形,粒径大小不均,使制得的印迹材料形状、粒径都难以控制,降低了印迹材料性能.如以有机聚合物微球为内核,则能弥补硅胶作为内核的不足.首先,目前聚合物微球的制备技术已能保证具有良好单分散性内核的合成,其次,在合成有机内核的过程中,可以根据需要直接合成含有特定基团的微球(如氯甲基[5]、腈基[6,7]、羟基[8,9]、羧酸基[10 12]和吡啶基[13]、氨基[14]等),从而简化了外壳接枝聚合的制备流程,提高了产率.目前合成有机聚合物微球的常见方法有分散聚合、乳液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合、蒸馏沉淀聚合法等[15].蒸馏沉淀聚合是杨新林、黄文强等[6]在沉淀聚合的基础上发展起来的,其课题组已将此聚合方法的机理进行了深入的研究并用此方法高分子学报2014年制备出了一系列功能材料[16].蒸馏沉淀聚合反应开始于含有单体和引发剂的均相体系,随着溶剂被蒸馏出来,体系中形成单分散的聚合物微球.由于该聚合过程中通常不需要添加任何表面稳定剂或添加剂,聚合物微球洁净,避免了用溶剂对这些助剂进行抽提等复杂过程,且反应容易进行,聚合过程能得到很好的控制[16].蒸馏沉淀聚合已经被证实是一个方便且能有效地制备具有不同化学结构和相结构的聚合物微球的反应方法.本课题采用以蒸馏沉淀聚合法制得的甲基丙烯酸-二乙烯基苯共聚微球(PMAA-co-DVB)为内核,通过二次蒸馏沉淀聚合反应,以限制使用的兽药红霉素(EM)为模板分子制备了红霉素表面印迹聚合物(EM-SMIPs).1实验部分1.1仪器与试剂UV-2401PC型紫外分光光度计(Shimadzu中国公司);LC-15C高效液相色谱仪(Shimadzu中国公司);JSM-6490LV扫描电子显微镜(日本电子公司);S3500激光散射粒度分析仪(美国Microtrac公司);IRaffinity-1CE红外仪(Shimadzu中国公司);SHA-C型水浴恒温振荡器(江苏省金坛市医疗仪器厂),BS110S天平(德国Sartorius公司);JJ-1电动搅拌器(常州市伟嘉仪器制造有限公司);雷磁PHS-3C型pH计(上海精密科学仪器有限公司);SK5200HP超声波提取器(上海科导超声仪器有限公司);干燥箱(上海市实验仪器总厂).红霉素(erythromycin,EM),广东省韶关市集琦药业有限公司;罗红霉素(roxithromycin,ROX),上海源叶生物科技有限公司;甲基丙烯酸(MAA)、偶氮二异丁腈(AIBN),天津光复精细化工研究所;二乙烯基苯(DVB),纯度≥80%,Sigma 中国公司;乙腈、甲醇,色谱纯,Fisher Scientific中国公司;乙腈、甲醇、冰乙酸、磷酸氢二钾,均为市售分析纯试剂.DVB使用前用5%的氢氧化钠洗涤以除去阻聚剂;MAA使用前经旋转蒸发以除去阻聚剂;AIBN用前用乙醇重结晶.1.2EM-SMIPs的制备1.2.1第一步蒸馏沉淀聚合制备甲基丙烯酸-二乙烯基苯共聚物微球(PMAA-co-DVB)按文献[17]所述方法制备,具体如下:将均匀分散在80mL乙腈中的引发剂AIBN(占单体总质量的2%)、单体MAA和交联剂DVB置于圆底烧瓶中,通氮气5min后以120r/min的速度搅拌并加热,于30min内加热至乙腈沸点并收集蒸出的溶剂,控制温度,以1.5 2h内蒸出40mL乙腈为反应终点.将所得聚合物乳液经超声、抽滤后,分别用四氢呋喃、丙酮和乙醚各洗3次,将所得固体干燥备用.1.2.2第二步蒸馏沉淀聚合制备EM-SMIPs取红霉素、AIBN、MAA、DVB溶于20mL乙腈中,超声2min使之混合均匀,避光静置12h得预聚合液.取第一步蒸馏沉淀聚合得到的聚合物0.5g置于三口烧瓶中,倒入预聚合液,加入乙腈60mL,通氮气5min后以120r/min的速度搅拌并加热,在30min内加热至乙腈沸点并收集蒸出的溶剂,控制温度,以1.5 2h内蒸出40mL乙腈为反应终点.将所得聚合物乳液经超声、抽滤后,分别用甲醇洗3次,将所得固体干燥备用.除不加模板分子红霉素外,非印迹聚合物(non-imprinted polymers,NIPs)的制备方法同上.1.2.3表面分子印迹聚合物模板分子的洗脱所得聚合物用甲醇-冰醋酸(9ʒ1,V/V)作为洗脱剂以3mL/min回流速度索式提取24h,之后用甲醇冲洗数次,烘箱50ħ干燥,保存备用.1.3红霉素、罗红霉素色谱条件含量检测均采用2010版中国药典高效液相色谱(HPLC)法,色谱柱,WondaSil C18(150mmˑ4.6mm,5μm);柱温,25ħ;流速,1.0mL/min.红霉素色谱条件为:流动相,乙腈-磷酸盐缓冲液(pH=8.2)(6ʒ4,V/V);检测波长,215nm.罗红霉素色谱条件为:流动相,0.067mol/L 磷酸二氢铵溶液(用三乙胺调节pH值至6.5)-乙腈(65ʒ35,V/V);检测波长,210nm.1.4结合热力学实验称取10份20mg EM-SMIPs于5mL离心管中,除一份加入3mL甲醇作为空白,另9份分别加入浓度为0.3、0.6、1.0、2、5、8、12、16、20mg/ mL的红霉素甲醇溶液3mL.将离心管密封处理,放入25ħ振荡器中振荡24h,取出离心,吸取上清液用HPLC测定含量.NIPs按同样操作进行.1.5结合动力学实验分别称取20mg EM-SMIPs和NIPs各9份至5mL离心管中,加入一定浓度红霉素甲醇溶液3 mL,置于25ħ振荡器中.分别于10、30、60、90、120、150、180、240、300min取样,离心,测定上清636112期刘江等:两步蒸馏沉淀聚合法制备红霉素表面分子印迹聚合物及其性能研究液中游离红霉素的含量.2结果与讨论2.1MAA 与EM 的结合验证为了判别MAA 是否可以作为EM-SMIPs 的功能单体,配制了不同摩尔比例的EM 与MAA 的乙腈溶液,进行紫外光谱扫描.如图1,随着加入MAA 量的增加,EM 的最大吸收波长由207nm 红移至226nm ,且吸光度也逐渐增大,说明EM 和MAA 混合后2种分子间的相互作用形成了EM-MAA 复合物,MAA 可以作为红霉素分子印迹材料的功能单体.Fig.1UV absorbance spectra of EM and MAA at differentconcentration ratiosTable 1Particle size and yield of PMAA-co -DVB microspheres prepared at different concentrations of monomer Entry MAA (mL )DVB (mL )Percentage of total monomer volume (%)D n (μm )D v (μm )PDI Yield (%)A10.160.641————A20.481.9230.87539.8945.5924.7A30.83.251.2658.236.5133.3A41.124.4871.4833.612.4342.9A51.66.41012.2436.122.9535.1Reaction conditions :the ratio of MAA and DVB of 1ʒ4(V /V ),DVB loading of 64vol%relative to the whole monomers in 80mL of acetonitrile and initiator of 2wt%relative to the total monomers2.2红外光谱分析未洗脱EM 的分子印迹聚合物和EM-SMIPs 的红外光谱对比如图2所示.从图中可以看出,前者(图2谱图b )在1115cm -1处中有EM 的特征吸收峰,它是红霉素中多羟基的伸缩振动峰,另一处吸收峰在1374cm -1处,与红霉素的特征吸收峰(图2谱图a )相吻合,由此说明未洗脱的SMIPs 中存在红霉素分子,在洗脱模板分子后的聚合物红外图谱中(图2谱图c ),未出现上述2个EM 的特征峰,说明模板分子已经除去.Fig.2IRspectra of EM (a ),SMIPs before (b )andafter elution (c )of EM2.3单体含量对PMAA-co -DVB 微球性能的影响按表1的原料配比,分别在单体含量为1、3、5、7、10(体积分数)的条件下制备了PMAA-co -DVB 微球,考察单体总量对微球粒径分布的影响.粒径分布指数计算公式为PDI =D v /D n [17].PDI 表示粒径分布指数,D v 表示体积平均粒径,D n 表示数目平均粒径.结果表明,单体体积为反应体系体积的1%时只有絮状的寡聚物(图3(a1)),并没有形成微球,原因在于较低的单体总体积分数下,虽发生了聚合,但聚合度较低,形成的聚合体分子量较小,不足以从溶剂中沉淀出来.当单体总体积分数从3%(图3(a2))提高到7%(图3(a4))时,聚合物微球的粒径从0.875μm 增加到1.483μm ,且粒径分布指数PDI 逐渐变小(表1),说明单分散性越来越好,所得微球的粒径随单体转化率的升高而增大,聚合物微球的产率也由24.7%升高到42.9%,原因在于低单体浓度下由于溶剂的笼蔽效应,引发剂分解生成的自由基大量发生偶合终止,使引发剂效率降低,从而导致产率降低.低单体总浓度下得到的微球单分散性较差,原因是随着单体总体积分数的下降,微球成核期延长,导致微球的粒径分布较广.而继续增加单7361高分子学报2014年体浓度至10%时,反应过程中反应液非常黏稠,乙腈蒸出较困难,且黏壁现象严重导致反应不均,同时粒径急剧增大,粒径分布指数也有所增加.因此采用A4组即单体总量为7%的条件制备后续实验中PMAA-co -DVB 微球.Fig.3SEM photos of PMAA-co -DVB microspheres prepared at different concentrations of monomer :(a1)1%,(a2)3%,(a3)5%and(a4)7%Fig.4Schematic illustration for the preparation of EM-SMIPs2.4EM-SMIPs 制备条件的优化2.4.1内核的组成成分及致孔剂甲苯对EM-SMIPs 合成的影响作者曾采用最为普遍的聚苯乙烯交联二乙烯基苯微球作为内核进行表面印迹,尝试多次均未形成表面印迹层.分析认为,第二步蒸馏沉淀聚合中微球内核依赖于微球表面含有的特定基团捕捉反应体系中单体和寡聚物实现粒径的增长[10,16,18],而苯乙烯不含有功能基团,从而很难捕捉到单体和寡聚物.因此,选取含有功能基团的单体制备内核是表面印迹成功的重要条件,本实验采用MAA 作为单体与DVB 交联形成微球,其表面含有羧基,可以通过活性羧基基团相互间的氢键作用力,捕捉预聚合液中的MAA-EM 复合物及寡聚物,从而实现微球表面的印迹修饰,制备流程如图4.836112期刘江等:两步蒸馏沉淀聚合法制备红霉素表面分子印迹聚合物及其性能研究在分子印迹材料的制备中,常需要加入致孔剂,来增加聚合物的孔穴,利于模板分子的结合与解离.甲苯因具有较大的分子结构和苯环的平面性质,且不具影响反应的功能基团,是最常用的致孔剂.本文制备反应体系中不含甲苯与7.5%(体积分数)甲苯的EM-SMIPs 并用扫描电镜进行了表征(图5),结果发现表面印迹聚合物的粒径较PMAA-co -DVB 微球均有所增长,说明确形成了印迹层.但加入甲苯容易引起反应液自聚,降低表面印迹产率.故在后续试验中选取不再加甲苯作为致孔剂,仅使用乙腈作为溶剂和致孔剂.Fig.5SEM photos of EM-SMIPs prepared without toluene(b1)and with 7.5%toluene (b2)2.4.2功能单体比例优化在其他条件不变的情况下,制备了EM 和MAA 摩尔比分别为1ʒ2、1ʒ4、1ʒ6、1ʒ8的EM-SMIPs ,各取20mg 分别置于1mg /mL 的EM 和ROX 甲醇溶液中,结合3h 后取上清液,测定EM与ROX 浓度,考察模板分子与单体在不同比例下所得EM-SMIPs 对EM 的最大结合量以及选择性结合行为的影响.分子印迹聚合物对分子的选择识别性能通常用静态吸附分配系数K D 、分离因子α来表征.静态分配系数K D 的定义为:K D =c p /c s ;式中,c P 、c S 分别表示底物在聚合物和溶液中的浓度.K D 体现了MIPs 对底物结合能力的大小,越大说明结合能力越强.分离因子α的定义为:α=K D1/K D2;K D1和K D2分别表示模板分子和竞争分子的静态分配系数.α越大表明MIPs 对其模板分子的选择专一性越好.若α<1或在1附近,则表明MIPs 对底物没有选择性;若α>1则表明,MIPs 对底物有一定的选择性.由表2可知,随着MAA 比例的增加,印迹材料对于EM 的结合量并不是一直增加,当两者摩尔比为1ʒ4时,所得印迹材料对EM 结合量最大,且分离因子α也最大,高于采用悬浮聚合法[19]所制备的红霉素分子印迹聚合微球(α=1.83).而对于结构类似物ROX ,其结合量随着MAA 比例的增加而增加.分析认为,在交联剂DVB 及模板红霉素用量确定的情况下,增加功能单体MAA 的用量,聚合物中非特异性的结合位点数目会增加,然而这些非特异性的位点其空间结构与EM并不匹配,可能导致EM 的特异性孔穴在全部单体形成的空穴中变得更为稀疏,给EM 的特异性识别造成了障碍,最终导致结合量降低.对于ROX ,MAA 数量的增加提供了更多的结合位点,所以其结合量在聚合物上随着MAA 比例的增加而升高.根据实验结果,我们选取EM 与MAA 摩尔比为1ʒ4作为后续制备条件.Table 2Binding behavior of EM-SMIPs prepared at different ratios of template and functional monomerEntry EMʒMAA (molar ratio )Binding capacity (mg /g )K DEM ROX EM ROX αC11ʒ212.745.230.340.122.93C21ʒ420.735.480.710.125.76C31ʒ616.246.610.480.153.16C41ʒ815.828.020.460.192.422.4.3EM-SMIPs 聚合过程中单体总量的选择在第二步蒸馏沉淀聚合中,反应体系中单体总量直接决定了印迹膜层的厚度.为了考察反应液单体总量对PMAA-co -DVB 微球表面印迹膜层结合行为的影响,进行了如下试验:在EM 、MAA 与DVB 摩尔比为1ʒ4ʒ20的条件下,分别制备了单体总量占总反应液比例为0.4%、1.6%、2.8%、4%和5.9%(体积分数)的EM-SMIPs ,考察其对EM 的结合行为.结果如图6所示,随着单体总量的增加,EM-SMIPs 对EM 的最大结合量也9361高分子学报2014年呈现出增大的趋势,但相应的结合平衡时间也有所延长.材料对EM 的结合是由外及内的,当表面的空腔被占据后,EM 分子才扩散到较深的孔穴,需要克服来自微球表面和孔壁的重重阻力,传质速度较慢,导致物理结合和结合速度减慢,曲线上升趋势变缓.综合考虑结合平衡时间和结合容量,得出最佳的单体总量为2.8%,该条件下合成的EM-SMIPs 对模板分子的最大平衡结合量为76mg /g ,结合平衡时间为90min.Fig.6Binding kinetics curves of EM-SMIPs prepared atdifferent concentrations of monomer for EM2.5结合热力学分析按照上述实验得到的最优条件(即在单体体积分数为7%制备PMAA-co -DVB 内核,在不加甲苯条件下,以EM 与MAA 摩尔比1ʒ4,单体体积分数为2.8%条件下进行第二步蒸馏沉淀聚合)制备EM-SMIPs 和NIPs ,进行结合性能的考察.从图7EM-SMIPs 、NIPs 结合等温线趋势可以看出,在EM 甲醇溶液浓度低于5mg /mL 时,EM-SMIPs 的结合容量呈现快速上升趋势,当其浓度高于5mg /mL 时,结合容量趋于定值,即已吸附饱和,达到吸附平衡.EM-SMIPs 与NIPs 的最大结合容量分别为76.8mg /g 与47.5mg /g ,远高于悬浮聚合法[19]制备的红霉素分子印迹聚合物在相同浓度下的最大结合量(31.26mg /g ).充分显示出所制备的表面印迹微球对模板分子红霉素具有较好的特异结合性能.将EM-SMIPs 的静态结合数据用Scatchard 方程拟合之后,如图8所见,曲线呈明显的非线性关系.但在图的两端有2个明显的部分分别呈线性关系,线性回归方程和相关系数分别为y =-0.385x +26.78.63,R2=0.974和y =-1.851x +147.0,R2=0.789.这说明在所研究的浓度范围Fig.7Binding isotherms of MIPs and NIPs forEMFig.8Scatchard plots of EM binding on EM-SMIPs内,EM-SMIPs 对红霉素存在结合力不均匀的两类位点.由它们的斜率和截距可分别求得其解离常数和最大表观结合量,高亲和力结合位点:K d1=0.54mg /mL ,Q max1=79.4mg /g ;低亲和力结合位点:K d2=2.59mg /mL ,Q max2=69.5mg /g.之所以会在分子印迹聚合物中产生两类不同的键合位点,原因可能是由于功能单体和印迹分子之间存在多种相互作用,可以形成多种不同组成的复合物,不同类型的复合物在聚合之后就在聚合材料的骨架中形成了亲和力有差异的作用位点[20].就本研究中的印迹分子红霉素而言,其结构中存在几种官能团(羟基、羰基、叔胺等),可能在聚合过程中印迹产生不同性质的作用位点,继而在与SMIPs 结合过程中,这些官能团与SMIPs 中的不同位点结合能力不同,造成了最终表观结合性能的差异.2.6结合动力学分析由图9所示,EM-SMIPs 和NIPs 对EM 的结合量Q 随时间增加而增加,在90min 后基本达到结合平衡,远低于采用本体法[21]所得印迹材料的结合平衡时间5h ,体现了对EM 的快速响应能46112期刘江等:两步蒸馏沉淀聚合法制备红霉素表面分子印迹聚合物及其性能研究力.NIPs 对红霉素的平衡结合量要远小于MIPs ,表明所制红霉素分子印迹聚合物对红霉素具有较好的印迹效果,与图7得到的结果一致.结合现象表明EM-SMIPs 中由交联剂和功能单体构成的立体孔穴分布深浅不一,在开始阶段由于聚合物微球外表面分布着大量印迹位点,因而对模板分子快速结合;随着外表面结合逐渐达到平衡,EM 开始向深孔传质,此时会有一定的空间位阻效应,导致结合速率显著下降,直至平衡.Fig.9Binding kinetics curves of EM-SMIPs and NIPs for EM3结论本文探索了一种新的表面分子印迹材料的制备方法,即在蒸馏沉淀聚合法制备单分散聚合物微球的基础上,通过第二步蒸馏沉淀聚合在第一步蒸馏沉淀聚合的产物PMAA-co -DVB 微球表面聚合一层由红霉素为模板分子的印迹膜层,从而制备了具有“核-壳”结构的表面分子印迹聚合物微球.实验发现,单体体积分数为7%时,制备的PMAA-co -DVB 微球较为理想.在第二步蒸馏沉淀聚合中,最佳的制备条件为:不加致孔剂甲苯,EM 与MAA 摩尔比1ʒ4,单体体积分数为2.8%.扫描电镜和粒径分析仪的表征结果显示印迹材料形貌圆整,粒径均一.该法制备的EM-SMIPs 对EM 的最大结合量为76.8mg /g ,结合平衡时间为90min.将蒸馏沉淀聚合法应用到分子印迹材料的合成中,该反应体系更为简单,制备条件易于控制,且产物单分散性和结合性能都较好,从而为分子印迹技术提供了新的更具优势的制备手段.REFERENCES1Guo Xiuchun (郭秀春),Zhouwenhui (周文辉).Chemical Research (化学研究),2012,(5):103 1102Yi Xiaofei (尹晓斐),Tang Shuifen (汤水粉),Liu Wei (刘玮),Lu Chunhua (卢春华),Yang Huanghao (杨黄浩).Journal of Fuzhou University (Natural Science Edition )(福州大学学报(自然科学版)),2011,(5):639 6483Wei Xiao (卫潇),Pan Jianmin (潘建明),Dai Jiangdong (戴江栋),Yan Yongsheng (闫永胜).Ion Exchange and Adsorption (离子交换与吸附),2013,(2):183 1924Guo Jianfeng (郭建峰),Gao Bgaojiao (高保娇).Acta Polymerica Sinica (高分子学报),2012,(1):47 555Li S F ,Yang X L ,Huang W Q ,Chinese J Polym Sci ,2005,23:197 2026Lu Xianyong (鹿现永),Huangda (黄达),Yang Xinlin (杨新林),Huang Wenqiang (黄文强).Acta Polymerica Sinica (高分子学报),2007,(2):103 1077Lu X Y ,Huang B ,Yang X L ,Huang W Q.Polym ,Bull ,2006,54:171 1768Bai F ,Li R,Yang X L ,Li S ,Huang W Q.Polym ,Int ,2006,55:319 3259Bai F ,Yang X L ,Zhao Y Z ,Huang W Q.Polym ,Int ,2005,54:168 17410Bai F ,Yang X L ,Li R,Huang B ,Huang W Q.Polymer ,2006,47:5775 578411Dai Z ,Yang X L ,Huang W Q.Polym ,Int ,2007,56:224 23012Dai Z ,Yang X L ,Huang W Q.Chinese J Polym Sci ,2007,25:303 30913Li S N ,Yang X L ,Huang W Q.Chinese J Polym Sci ,2007,25:555 56314Li G L ,Yang X L.J.Phys.Chem.B 2007,111:12781 1278615Zhang Yue (张玥),Hu Xiaoling (胡小玲),Liangliang (梁良),Guan Ping (管萍),Xi Shan (西珊).Journal of Materials Science and Engineering (材料科学与工程学报),2010(5):778 782,73416Zhang Han (张晗),Yang Xinlin (杨新林).Polymer Bulletin (高分子通报),2010,(7):9 2317Chen Hou (陈厚),Xiufei (修飞),Cui Hengli (崔亨利),Qu Rongjun (曲荣君),Chen Guangmin (陈广民),Ji Lianqin (纪连芹).Ludong University Journal (Natural Science Edition )(鲁东大学学报(自然科学版)),2008,(2):149 15318Bai F ,Huang B ,Yang X L ,Huang W Q.Polym ,Int ,2007,48:3641 364919Song Renyuan (宋任远),Hu Xiaoling (胡小玲),Guan Ping (管萍),Yi Yanan (尹雅楠),Zhu Li (朱丽).Ion Exchange and Adsorption (离子交换与吸附),2013,29(2):97 10714612461高分子学报2014年20Yang Weihai(杨卫海),Yan Shoulei(严守雷),Wei Chen(卫晨),Wang Qingzhang(王清章).Acta Polymerica Sinica(高分子学报),2010,(10):1163 116921Song Suquan(宋素泉).Preparation,characterization and application of molecularly imprinted polymers toward key veterinary drugs of erythromycin and chlorpromazine in food safety detection(重要违禁兽药红霉素和氯丙嗪的分子印迹聚合物的制备、表征及在食品安全检测中的应用).Doctoral Dissertation of Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学博士学位论文),2008Preparation and Characterization of Erythromycin Surface Molecularly Imprinted Polymers Based on Two-step Distillation-Precipitation PolymerizationJiang Liu,Yuan Liu,Ying-chun Li*,Hui Tang*,Bing-bing Wu(Key Laboratory of Xinjiang PhytomedicineResources of Ministry of Education,School of Pharmacy,Shihezi University,Shihezi832002)Abstract Surface molecularly imprinted polymers(SMIPs)with a core-shell structure were prepared through a novel two-step distillation precipitation polymerization(DPP)method.The first-step DPP allowed formation of cores composed of copolymeric microsphere of methacrylic acid and divinylbenzene(PMAA-co-DVB),and in the second-step DPP,the core was modified with a molecularly imprinting layer with erythromycin(EM)as template,methacrylic acid(MAA)as functional monomer,divinylbenzene(DVB)as crosslinking agent and azobisisobutyronitrile(AIBN)as initiator.Laser particle size determination,scanning electron microscope (SEM)and a series of binding tests were employed to characterize the morphology and the binding properties of the obtained SMIPs.It showed that when the fraction of the monomers was7vol%in the whole reaction system,the prepared PMAA-co-DVB microspheres afforded good morphology and monodispersity.Moreover,when the molar ratio of MAA to EM was1ʒ4and the fraction of the monomers was2.8vol%in the second-step DPP,the synthesized SMIPs displayed optimal binding performance with the maximum binding capacity of 76.8mg/g and the binding saturation time of90min.Meanwhile,the produced SMIPs exhibited higher binding ability to the template molecule-EM,compared with its analogue,roxithromycin.Keywords Two-step distillation precipitation polymerization,Surface molecularly imprinting,Erythromycin*Corresponding authors:Ying-chun Li,E-mail:yingchunli_judy@163.comHui Tang,E-mail:Th_pha@shzu.edu.cn。