CN109772273B - 一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备 - Google Patents

一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括：在双蒸水中溶解模板离子的无机盐，随后加入核糖核苷酸，450‑550rpm搅拌1～2h，在上述溶液中加入氨基苯硼酸，使用50‑100mmol/L氢氧化钠调节溶液pH至8‑10，通氮除氧后，加入纳米二氧化硅和0.05～0.2mol/L过硫酸铵溶液，氮吹20～40min，持续磁力搅拌反应10～14h，待反应结束后，离心收集产物，使用50‑100mmol/L的含巯基化合物洗脱模板离子，再使用双蒸水洗涤，离心收集产物，60～80℃烘干得到基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物。本发明制备过程中选择对金属离子有良好亲和力的核糖核苷酸作为功能单体，通过印迹单体和印迹空腔的协同作用，能够进一步提高离子印迹的选择性。

Description

一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备
技术领域
本发明涉及一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备，属于功能材料制备技术领域。
背景技术
离子印迹技术(Molecular Imprinted Technology)是一种在分子印迹基础上，通过特异性的配位或静电作用构筑针对不同离子的选择性识别空腔。与分子印迹相比，在水相环境下离子印迹中形成络合物的作用力远大于分子间的氢键，因而具有更好离子识别能力。
目前，离子印迹的制备多借助模板离子和具备孤对电子的功能单体间的络合/配位作用。然而，多数离子具有相同的电荷或近似的离子半径，所制备的离子印迹聚合物选择性较差。另一方面，这类印迹聚合物往往是在有机溶剂环境中制备，而在水相环境中评价其吸附和解离性能。制备和应用环境的差异性也成为限制离子印迹聚合物应用范围的关键因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，以克服现有离子印迹聚合物因制备和应用环境的差异导致吸附和解离性能较差的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括：在双蒸水中溶解模板离子的无机盐，随后加入核糖核苷酸，450-550rpm搅拌1～2h，在上述溶液中加入氨基苯硼酸，使用50-100mmol/L氢氧化钠调节溶液pH至8-10，通氮除氧后，加入纳米二氧化硅和0.05～0.2mol/L过硫酸铵溶液，氮吹20～40min，持续磁力搅拌反应10～14h，待反应结束后，离心收集产物，使用50-100mmol/L的含巯基化合物洗脱模板离子，再使用双蒸水洗涤，离心收集产物，60～80℃烘干得到基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物。
优选地，所述的纳米二氧化硅(印迹载体)的制备方法包括：在反应容器中加入无水乙醇，再加入双蒸水，400-500rpm磁力搅拌的同时加入四乙氧基硅烷，最后加入质量浓度为25％-28％的氨水，继续磁力搅拌6-10h，反应结束后4800-5200rpm离心8-12min收集产物，用无水乙醇洗涤沉淀，离心收集样品，65-75℃烘干得到纳米二氧化硅。
更优选地，所述的无水乙醇、双蒸水、四乙氧基硅烷和氨水的体积比为280-320：120-130：20-30：10-20。
优选地，所述的模板离子的无机盐、核糖核苷酸和氨基苯硼酸的摩尔比为：0.1-1：0.2-2：0.2-2。
优选地，所述的模板离子的无机盐与纳米二氧化硅的用量比为0.1-1mol：1g，
优选地，所述的模板离子的无机盐与过硫酸铵溶液的用量比为0.1-1mol：5ml。
优选地，所述的模板离子的无机盐与双蒸水的用量比为：0.1-1mol：45ml。
优选地，所述的核糖核苷酸为鸟嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤核糖核苷酸，胞嘧啶核糖核苷酸和胸腺嘧啶核糖核苷酸中的至少一种。
本发明采用核糖核苷酸为功能单体，氨基苯硼酸作为交联剂，通过硼亲和作用形成离子-核糖核苷酸-苯硼酸预聚物；通过表面印迹策略，经过硫酸铵催化聚合在二氧化硅载体表面制备离子印迹聚合物。该印迹方法实现离子印迹聚合物的全水相制备，无需有机溶剂，避免了制备和应用环境的不同带来的性能差异；制备过程中选择对金属离子有良好亲和力的核糖核苷酸作为功能单体，通过印迹单体和印迹空腔的协同作用，能够进一步提高离子印迹的选择性。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明实现了离子印迹聚合物的全水相制备，无需有机溶剂，避免了制备和应用环境的不同带来的性能差异；制备过程中选择对金属离子有良好亲和力的核糖核苷酸作为功能单体，通过印迹单体和印迹空腔的协同作用，能够进一步提高离子印迹的选择性；该方法中印迹载体一步制备，反应条件温和，针对不同模板离子进行核糖核苷酸的筛选，制备得到的离子印迹聚合物可广泛用于其他复杂样品基质中目标离子的分离和富集。
附图说明
附图1为印迹载体和印迹聚合物的红外光谱图。
附图2为As(Ⅲ)离子印迹聚合物和非离子印迹聚合物的饱和吸附容量。
附图3为As(Ⅲ)离子印迹聚合物和非离子印迹聚合物对不同金属离子的选择性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
As(Ⅲ)离子印迹聚合物的制备
1)印迹载体的制备，向烧杯中加入300ml无水乙醇，再加入125ml双蒸水，450rpm磁力搅拌的同时加入25ml四乙氧基硅烷，最后快速加入15ml质量浓度为25％的氨水，继续磁力搅拌8h，反应结束后5000rpm离心10min收集产物，用无水乙醇洗涤沉淀3次，离心收集样品，70℃烘干得到纳米二氧化硅；
2)离子印迹聚合物的制备，在45ml双蒸水中溶解1mmol亚砷酸钠，随后加入2mmol鸟嘌呤核糖核苷酸，500rpm搅拌1h。在上述溶液中加入2mmol 3-氨基苯硼酸，使用50mmol/L氢氧化钠调节溶液pH至8.2，通氮除氧后，加入1g步骤1)中制备的纳米二氧化硅和5ml0.2mol/L过硫酸铵溶液，氮吹30min，持续磁力搅拌12h，待反应结束后，5000rpm离心收集产物得到As(Ⅲ)离子印迹聚合物，使用50mmol/L的巯基乙胺溶液洗脱模板离子，多次洗脱后，采用氢化物-原子吸收光谱法检测上清液是否还存在模板离子，直至无模板离子析出，再使用双蒸水洗涤数次，离心收集产物，70℃烘干得到基于核糖核苷酸功能单体的As(Ⅲ)离子印迹聚合物(IIP)。
在不加入亚砷酸钠的条件下，采用以上操作制备非印迹聚合物(NIP)。
如图1所示，为印迹载体和印迹聚合物的红外光谱图。
使用红外光谱分析法将洗脱后的IIP@SiO2与SiO2进行了检测分析(见图1)，从图中可以看到SiO2在1050cm-1处出现了Si-O-Si的伸缩振动峰说明纳米SiO2微球的制备是成功的，与SiO2相比，IIP@SiO2在1066cm-1处出现了P-O的伸缩振动峰，说明了GMP已经成功的接枝在了SiO2表面，在1400cm-1处出现了B-O键的伸缩振动峰，说明了3-PBA成功修饰在SiO2上，在3415cm-1处出现了N-H的伸缩振动峰同样说明了GMP,3-PBA修饰在SiO2上。以上分析表明以GMP为功能单体的As(Ⅲ)离子印迹聚合物成功合成。
实施例中离子印迹聚合物的吸附性能通过吸附量Q来体现，Q值的测定方法为：
使用pH＝8.2的20mmol/L的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液配制含As(Ⅲ)标准溶液溶液，分别取100ml不同浓度的As(Ⅲ)标准溶液于圆底烧瓶中，加入0.1gAs(Ⅲ)离子印迹聚合物，搅拌吸附35min。离心收集上清液，稀释至合适浓度，使用氢化物原子吸收光谱法测定As(Ⅲ)含量，通过下式计算吸附量Q。
Figure BDA0001944415980000041
其中C0:吸附前As(Ⅲ)的浓度(μg/mL)
Ct:吸附时间为t时的As(Ⅲ)的浓度(μg/mL)
V:吸附溶液体积(mL)
M:印记聚合物的用量(g)
Q:吸附容量，(μg/g)
使用pH＝8.2的20mmol/L的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液配制含As(Ⅲ)浓度为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L、90mg/L、100mg/L的As(Ⅲ)标准溶液，分别取100ml不同浓度的As(Ⅲ)标准溶液于圆底烧瓶中，加入0.1gAs(Ⅲ)离子印迹聚合物，搅拌吸附35min。离心收集上清液，稀释至合适浓度，使用氢化物原子吸收光谱法测定As(Ⅲ)含量，计算吸附容量Q，如图2所示。
非As(Ⅲ)离子印迹聚合物饱和吸附量实验操作同上。
从图2可以看到As(Ⅲ)离子印迹聚合物的饱和吸附量高于非印迹聚物,As(Ⅲ)离子印迹聚合物的饱和吸附容量约为2300μg/g，而非离子印迹聚合物的饱和吸附容量仅为750μg/g，吸附量提高了3倍，说明了IIP表面的特异性结构提高了印迹聚合物的吸附量。
使用pH＝8.2的20mmol/L的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液配制20ml含有20mg/L的Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、As(Ⅴ)、As(Ⅲ)的溶液，分别加入0.1g的印迹聚合物，搅拌吸附35min,离心收集上清液，使用氢化物原子吸收光谱法测定As(Ⅲ)含量，分别计算吸附容量Q，如图3所示。
我们选择了环境中危害较大的几种重金属做印迹印记聚合物的选择性实验，由图3中可以得到，As(Ⅲ)离子印迹聚合物对As(Ⅲ)的吸附能力约是其它几种重金属的两倍多，而NIP对几种金属离子的吸附能力相似，说明NIP对这几种金属离子没有特异性选择能力，IIP对几种常见金属离子的选择性系数都高于NIP。这些差异是因为IIP表面具有特异性识别As(Ⅲ)的印迹层，由此结果说明了As(Ⅲ)离子印迹聚合物具有良好的特异选择性。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括：在双蒸水中溶解模板离子的无机盐，随后加入核糖核苷酸，450-550rpm搅拌1～2h，在上述溶液中加入氨基苯硼酸，使用50-100mmol/L氢氧化钠调节溶液pH至8-10，通氮除氧后，加入纳米二氧化硅和0.05～0.2mol/L过硫酸铵溶液，氮吹20～40min，持续磁力搅拌反应10～14h，待反应结束后，离心收集产物，使用50-100mmol/L的含巯基化合物洗脱模板离子，再使用双蒸水洗涤，离心收集产物，60～80℃烘干得到基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物；所述模板离子的无机盐为亚砷酸钠。
2.如权利要求1所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的纳米二氧化硅的制备方法包括：在反应容器中加入无水乙醇，再加入双蒸水，400-500rpm磁力搅拌的同时加入四乙氧基硅烷，最后加入质量浓度为25％-28％的氨水，继续磁力搅拌6-10h，反应结束后4800-5200rpm离心8-12min收集产物，用无水乙醇洗涤沉淀，离心收集样品，65-75℃烘干得到纳米二氧化硅。
3.如权利要求2所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的无水乙醇、双蒸水、四乙氧基硅烷和氨水的体积比为280-320：120-130：20-30：10-20。
4.如权利要求1所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的模板离子的无机盐、核糖核苷酸和氨基苯硼酸的摩尔比为：0.1-1：0.2-2：0.2-2。
5.如权利要求1所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的模板离子的无机盐与纳米二氧化硅的用量比为0.1-1mol：1g。
6.如权利要求1所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的模板离子的无机盐与过硫酸铵溶液的用量比为0.1-1mol：5ml。
7.如权利要求1所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的模板离子的无机盐与双蒸水的用量比为：0.1-1mol：45ml。
8.如权利要求1所述的基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述的核糖核苷酸为鸟嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤核糖核苷酸，胞嘧啶核糖核苷酸和胸腺嘧啶核糖核苷酸中的至少一种。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101735417A (zh) * 2009-12-19 2010-06-16 中北大学 用于稀土离子识别分离的表面印迹材料的制备方法
CN103055823A (zh) * 2012-12-14 2013-04-24 江苏大学 吸附分离锶离子的酵母模板中空硅基材料表面印迹吸附剂的制备方法及其应用
CN103406109A (zh) * 2013-08-06 2013-11-27 南京大学 一种可控、通用的定向表面印迹方法以及所得分子印迹聚合物的应用
CN104926990A (zh) * 2015-06-04 2015-09-23 福州大学 一种甲基汞离子印迹磁性微球及其制备方法和应用
CN104945580A (zh) * 2015-07-16 2015-09-30 江苏大学 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途
CN105884985A (zh) * 2016-05-13 2016-08-24 华南农业大学 一种磁性镉离子印迹聚合物及其制备方法
CN108816202A (zh) * 2018-06-27 2018-11-16 江苏大学 一种双重识别位点糖蛋白表面印迹纳米材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9695472B2 (en) * 2005-03-04 2017-07-04 Intel Corporation Sensor arrays and nucleic acid sequencing applications
US9040237B2 (en) * 2005-03-04 2015-05-26 Intel Corporation Sensor arrays and nucleic acid sequencing applications

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101735417A (zh) * 2009-12-19 2010-06-16 中北大学 用于稀土离子识别分离的表面印迹材料的制备方法
CN103055823A (zh) * 2012-12-14 2013-04-24 江苏大学 吸附分离锶离子的酵母模板中空硅基材料表面印迹吸附剂的制备方法及其应用
CN103406109A (zh) * 2013-08-06 2013-11-27 南京大学 一种可控、通用的定向表面印迹方法以及所得分子印迹聚合物的应用
CN104926990A (zh) * 2015-06-04 2015-09-23 福州大学 一种甲基汞离子印迹磁性微球及其制备方法和应用
CN104945580A (zh) * 2015-07-16 2015-09-30 江苏大学 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途
CN105884985A (zh) * 2016-05-13 2016-08-24 华南农业大学 一种磁性镉离子印迹聚合物及其制备方法
CN108816202A (zh) * 2018-06-27 2018-11-16 江苏大学 一种双重识别位点糖蛋白表面印迹纳米材料及其制备方法和应用

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