CN101891869A - 抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种生化技术领域的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法。将模板分子抗蚜威、功能单体三氟甲基丙烯酸(TFMAA)和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比＝1∶4∶20，混合溶解在制孔剂中，加入引发剂；氮气保护后，进行水浴保温反应；通过索氏萃取，除去模板分子；将除去模板分子的聚合物60℃干燥过夜，获得抗蚜威的分子印迹聚合物。本发明有效地净化基质，高效富集抗蚜威，结合已有检测方法(HPLC等)，显著提高抗蚜威检测灵敏度和检测效率。

Description

抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种生化技术领域的的制备方法，具体涉及一种抗蚜威分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer，MIP)的制备方法。

背景技术

抗蚜威，能防治对有机磷杀虫剂产生抗性的、除棉蚜虫外的所有蚜虫，常用于蔬菜中蚜虫的防治。氨基甲酸酯类农药毒作用机理主要是抑制胆碱酯酶活性，使酶活性中心丝氨酸的羟基被氨基甲酰化，因而失去酶对乙酰胆碱的水解能力。由于抗蚜威的超限量和超范围使用，使得因此而引发的对环境和食品安全的压力变得日益突出。世界各国对氨基甲酸酯类农药的使用和残留都做了严格的规定并制定了相应的标准，其中我国对无公害蔬菜中抗蚜威的限量标准为1.0mg/kg。检测抗蚜威方法中的分子印迹技术是一种基于分子识别基础上的聚合物制备技术，该聚合物在合成时采用目的分子或类似物作为模板，合成后将模板洗脱，聚合物保留了和目的分子互补的空间结构和基团，具有“记忆”功能，可特异的和模板分子作用，并通过相应的方式洗脱，以达到纯化和富集目的分子的作用。分子印迹聚合物具有抵抗酸碱等恶劣环境的优点，可重复使用，具有广泛的应用前景。

分子印迹技术是近年来基于分子识别理论而迅速发展起来的一个新的研究领域，分子印迹聚合物能够特异性地与模板分子发生作用，并且可以通过相应的方法洗脱，从而达到纯化和富集目的分子的作用。由于分子印迹聚合无具有化学性质稳定、制备相对简单、可重复使用，所以应用领域越来越广泛。如果利用分子印迹技术制备对抗蚜威分子印迹聚合物，并且利用分子印迹聚合物制备分子印迹-固相萃取柱(MIP-SPE)，那么利用MIP-SPE预处理技术能够快速、高选择性地从复杂的果蔬样品中萃取抗蚜威。由于萃取过程较少使用有机溶剂，因此具有环境友好的特点。

经现有技术文献的检索发现，Fung等在《Analytica Chimica Acta》2006，576，67-76上发表的文章“Piezoelectric quartz crystal sensor for rapid analysis of pirimicarb residues using molecularly imprinted polymers as recognition elements”(采用分子印迹聚合物作为识别材料的压电石英晶体传感器用于快速检测抗蚜威残留)中合成了抗蚜威分子印迹聚合物；Pingarrón等在《Analytica Chimica Acta》2002，451，297-304上发表的文章“Molecularlyimprinted polymers for on-line preconcentration by solid phase extraction of pirimicarb inwater samples”(使用分子印迹聚合物固相萃取的方法在线富集水中的抗蚜威)中也合成了抗蚜威分子印迹聚合物；但这两篇论文所采用的聚合方法为原位聚合法，存在将结合在聚合物上的抗蚜威洗脱困难的问题。Gao等在其论文《Polymer》2008，49，1230～1238上发表的文章“Molecular imprinted material prepared by novel surface imprinting technique for selectiveadsorption of pirimicarb”(新颖的表面聚合技术制备对抗蚜威具有选择性吸附作用的分子印迹聚合物)中采用表面接枝的方法合成了抗蚜威分子印迹聚合物，但是该文章只是停留在聚合物物理特征和吸附性能的评价阶段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，本发明所制备的分子印迹聚合物对氨基甲酸酯类农药抗蚜威具有特异性结合作用，可以选择性地结合抗蚜威从而实现对抗蚜威的浓缩、净化，本发明同时去除食品中杂质的影响，提高了现有检测方法的检测灵敏度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括步骤如下：

(1)将模板分子抗蚜威、功能单体三氟甲基丙烯酸(TFMAA)和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比＝1∶4∶20，混合溶解在制孔剂中，加入引发剂；

(2)氮气保护后，进行水浴保温反应；

(3)通过索氏萃取，除去模板分子；

(4)将除去模板分子的聚合物60℃干燥过夜，获得抗蚜威的分子印迹聚合物。

当模板分子为0.2mol时，制孔剂的体积为20ml。

所述的制孔剂为庚烷。

所述的引发剂为硅胶表面偶氮引发剂4，4’-偶氮-二(4-氰基戊酸)-硅胶(ACPA-硅胶)，制备聚合物的方法为表面接枝聚合法。

所述的氮气保护为充入氮气5-10分钟，在氮气保护下将安培瓶封口。

所述的水浴保温反应是指：65℃～70℃水浴保温反应20～30小时。

所述的索氏萃取，时间为12小时。

所述的索氏萃取，萃取剂为甲醇-水-乙酸混合液(7∶2∶1，V/V/V)。

所述的索氏萃取，其条件为萃取3次，每次4小时，最后用纯甲醇洗至1～2次，除去剩余的乙酸。

本发明制备的分子印迹聚合物对抗蚜威具有特异性吸附作用，通过实验测得该聚合物的最大吸附量为每克聚合物理论上吸附35.34毫克抗蚜威。制备的抗蚜威分子印迹聚合物可以作为固相萃取的填料，可以用于固相萃取的固定相，直接用于对抗蚜威的分离和富集，同时也可以开发成色谱填料，用于痕量抗蚜威的检测。本发明有效地净化基质，高效富集抗蚜威，结合已有检测方法(HPLC等)，显著提高抗蚜威检测灵敏度和检测效率，具有较大的推广应用价值。

附图说明

图1本发明制得的分子印迹聚合物的吸附等温线示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本方明的保护范围不限于下述的实施例。下面实施例中，未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如：……中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

下面实施例中所用的引发剂4，4’-偶氮-二(4-氰基戊酸)-硅胶(ACPA-硅胶)按照高保娇等的论文《接枝微粒PMAA/SiO2在水介质中对杀虫剂抗蚜威的吸附机理》(物理化学学报，2007，23(12)：1905-1911)所述方法制备，所使用的试剂均为分析纯。

实施例1

将抗蚜威0.2mmol，TFMAA 0.8mmol，EDMA 4mmol混合，溶解于20mL庚烷中，室温静置2小时后，加入引发剂ACPA-硅胶0.08mmol。

将以上混合液置于安培瓶中，超生振动除气10分钟。将除气后的体系，通氮气除氧5分钟。在氮气保护下迅速封口。65℃水浴保温反应30小时。得到反应产物。

反应结束后，通过索氏萃取12小时，除去模板分子。萃取的试剂为150ml甲醇-水-乙酸混合液(7∶2∶1，V/V/V)。最后用甲醇洗残留的乙酸至中性。将除去模板分子的聚合物60℃干燥过夜，获得抗蚜威的分子印迹聚合物。经实验测定，

本实施例所制备的分子印迹聚合物对抗蚜威的理论吸附量，如图1所示。

实施例2

将抗蚜威0.2mmol，TFMAA 0.8mmol，EDMA 4mmol混合，溶解于20mL庚烷中，室温静置2小时后，加入引发剂ACPA-硅胶0.08mmol。

将以上混合液置于安培瓶中，超生振动除气5分钟。将除气后的体系，通氮气除氧10分钟。在氮气保护下迅速封口。70℃水浴保温反应20小时。得到反应产物。

反应结束后，通过索氏萃取12小时，除去模板分子。萃取的试剂为150ml甲醇-水-乙酸混合液(7∶2∶1，V/V/V)。最后用甲醇洗残留的乙酸至中性。将除去模板分子的聚合物60℃干燥过夜，获得抗蚜威的分子印迹聚合物。经实验测定，

本实施例所制备的分子印迹聚合物对抗蚜威吸附量，如图1所示。将MIP与30ml不同浓度的抗蚜威溶液混合于锥形瓶中，橡皮塞封口，37℃摇6h，离心后经HPLC测定上清液中抗蚜威浓度。

$Q_e=\frac{V(C_0-C_e)}{m}$

Qe——MIP对抗蚜威的平衡吸附量(mg/g)

C₀——抗蚜威溶液初始浓度(mg/ml)

Ce——抗蚜威平衡浓度(mg/ml)

m——MIP质量(g)

V——抗蚜威溶液体积(l)

以Ce为横坐标、Qe为纵坐标绘制吸附等温线。

如图1所示，该聚合物的最大吸附量为每克聚合物吸附约35毫克抗蚜威。

Claims (10)

1.一种抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)将模板分子抗蚜威、功能单体三氟甲基丙烯酸(TFMAA)和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比＝1∶4∶20，混合溶解在制孔剂中，加入引发剂；

(2)氮气保护后，进行水浴保温反应；

(3)通过索氏萃取，除去模板分子；

(4)将除去模板分子的聚合物60℃干燥过夜，获得抗蚜威的分子印迹聚合物。

2.根据权利要求1所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，当所述的模板分子为0.2mol时，制孔剂的体积为20ml。

3.根据权利要求1或者2所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的制孔剂为庚烷。

4.根据权利要求1所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的引发剂为硅胶表面偶氮引发剂4，4’-偶氮-二(4-氰基戊酸)-硅胶(ACPA-硅胶)，制备聚合物的方法为表面接枝聚合法。

5.根据权利要求1所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的氮气保护为充入氮气5-10分钟，在氮气保护下将安培瓶封口。

6.根据权利要求1所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的水浴保温反应是指：65℃～70℃水浴保温反应20～30小时。

7.根据权利要求1所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的索氏萃取，其条件为萃取3次，每次4小时，最后用纯甲醇洗至1～2次，除去剩余的乙酸。

8.根据权利要求1或者7所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的索氏萃取，萃取剂为甲醇-水-乙酸混合液。

9.根据权利要求8所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的甲醇-水-乙酸混合液，其三者体积百分比为：7∶2∶1

10.根据权利要求1或者7所述的抗蚜威分子印迹聚合物的制备方法，其特征是，所述的索氏萃取，时间为12小时。

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