硅胶表面17β-雌二醇分子印迹溶胶-凝胶材料的制备及应用

摘要

溶胶-凝胶法作为一种高新制造技术，在科技领域中受到了广泛的关注。分子印迹技术是近些年来发展起来的一种新的分析技术，通过模板分子与印迹聚合物之间的相互作用，对目标分子进行特异性识别从而将其分离聚集。
　　本实验中利用溶胶-凝胶的方法在硅胶表面实现了印迹过程，把结合位点放在以硅胶为基质的表面，实验条件温和，对模板分子识别速率快、选择性高，较大的孔径及较高的比表面积，良好的吸附效果。
　　首先将硅胶进行活化，活化后的硅胶表面有活性较大的羟基基团，以17β-雌二醇为模板分子，以3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTEOS）为功能单体，正硅酸乙酯（TEOS）为交联剂，采用溶胶-凝胶法将其进行水解缩合，形成 Si-O-Si键的刚性网络结构连接到活化硅胶的表面。通过进行模板分子的洗脱，将结合在印迹聚合物中的目标分子洗脱下来，从而在硅胶表面留下对模板分子17β-雌二醇特异性识别的孔道结构。
　　考察了模板分子与功能单体之间的比例，对合成温度，pH，时间等条件进行优化。选择最佳洗脱液及洗脱方法，对模板分子进行洗脱。对合成的印迹聚合物进行 FT-IR、SEM、BET测试对其结构表征。通过对制得的硅胶表面17β-雌二醇分子印迹聚合物和硅胶表面非印迹聚合物进行吸附性能实验，考察了合成表面印迹硅胶对17β-雌二醇的吸附性能并与本体印迹聚合物及非印迹聚合物进行对比，采用高效液相色谱法将表面印迹硅胶对模板分子及其结构类似物胆固醇进行选择特异性分析。同时将制备的表面印迹硅胶作为固相萃取柱的填料，考察萃取联用条件、动态吸附的效果及牛奶样品加标的回收率。

目录

硅胶表面17β-雌二醇分子印迹溶胶-凝胶材料的制备及应用

PREPARATION AND APPLICATION OF THE 17β- ESTRADIOL MOLECULAR IMPRINTED SOL- GEL MATERIALS BASED ON THE SURFACE OF SILICA GEL

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题的目的和意义

1.2 分子印迹技术的发展概况及基本原理

1.2.1 分子印迹技术的发展概况

1.2.2 分子印迹技术的基本原理

1.3 分子印迹聚合物与模板之间的结合方式

1.3.1 共价结合方式

1.3.2 非共价结合方式

1.3.3 半共价法结合方式

1.4 分子印迹聚合物的构成体系

1.4.1 模板分子的选择

1.4.2 功能单体的选择

1.4.3 溶剂的选择

1.4.4 交联剂的选择

1.4.5 引发剂的选择

1.5 分子印迹聚合物的制备方法及其分离过程中热力学的研究

1.5.1 本体聚合法

1.5.2 原位聚合法

1.5.3 乳液聚合法

1.5.4 悬浮聚合法

1.5.5 表面印迹法

1.5.6 溶胶-凝胶法

1.5.7 分子印迹聚合物分离过程中热力学的研究

1.6 分子印迹聚合物的应用

1.6.1 用于化学仿生传感器

1.6.2 用于酶催化

1.6.3 用于色谱固定相

1.6.4 用于固相萃取填料

1.6.5 用于药物手性分离

1.7 本课题主要研究内容

第2章 实验材料及研究方法

2.1 实验所用药品及仪器

2.1.1 实验药品

2.1.2 实验仪器设备

2.2 硅胶表面17β-雌二醇分子印迹材料的合成方法

2.3 样品表征测试方法

2.3.1 红外光谱测试（FT-IR）

2.3.2 N2吸附-脱附比表面积测定

2.3.3 差热-热重分析（TG-DTA）

2.3.4 扫描电镜（SEM）

2.4 吸附性能评价及固相萃取应用

2.4.1 静态吸附

2.4.2 动态吸附

2.4.3 竞争吸附

2.4.4 重复利用率

2.4.5 固相萃取

第3章 硅胶表面17β-雌二醇分子印迹溶胶-凝胶材料的制备

3.1 印迹模板分子17β-雌二醇

3.1.1 17β-雌二醇的基本性质

3.1.2 17β-雌二醇甲醇的紫外吸收光谱

3.1.3 17β-雌二醇甲醇溶液标准曲线的绘制

3.2 硅胶表面17β-雌二醇分子印迹溶胶-凝胶材料的制备

3.2.1 考察硅胶粒子的活化方式

3.2.2 水解缩合过程及条件优化

3.2.2.1 搅拌时间的影响

3.2.2.2 反应酸度的影响

3.2.2.3 反应温度的影响

3.2.2.4 反应物添加顺序的影响

3.2.3 模板分子洗脱条件的研究

3.2.3.1 模板分子洗脱液的选择

3.2.3.2 模板分子去除方法的研究

3.2.4 功能单体与模板分子比例及作用机理

3.3 印迹材料的结构表征

3.3.1 红外表征

3.3.2 17β-雌二醇印迹硅胶材料的热稳定性

3.3.3 分子印迹聚合物MIP与活化硅胶EDS能谱分析

3.3.4 氮气吸附脱附BET测试

3.3.5 硅胶表面印迹聚合物SEM表征

3.4 溶胶-凝胶法制备本体分子印迹聚合物

3.5 本章小结

第4章 17β-雌二醇表面印迹硅胶的吸附性能及MIP-SPE联用

4.1 17β-雌二醇表面印迹硅胶的吸附性能动力学测试

4.2 17β-雌二醇表面印迹硅胶的热力学吸附研究

4.3 高效液相(HPLC)法对模板分子竞争吸附测试

4.4 硅胶表面17β-雌二醇分子印迹聚合物的重复利用效率

4.5 硅胶表面分子印迹聚合物在固相萃取中的应用

4.5.1 固相萃取方法的建立

4.5.2 牛奶样品的预处理

4.5.3 牛奶样品加标样进行回收

4.5.4 固相萃取柱的重复利用的再生性能

4.6 本章小结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢