新型表面分子印迹聚合物微球的制备及识别特性研究

摘要

利用磁性粒子Fe3O4为载体，结合表面分子印迹技术，通过使用虚拟模板、温敏单体以及新型的功能单体分别合成了磁性虚拟表面分子印迹聚合物、温敏磁性表面分子印迹聚合物以及基于DD-AA二重氢键阵列的磁性表面分子印迹聚合物，并取得了高的选择性及很好的吸附效果。新型表面分子印迹聚合物的成功制备与应用为分子印迹技术的广泛应用奠定了坚实的基础，推动了其更好地发展。全文包括四个章节的内容:
　　第一章节中的绪论主要包括三大块的内容，一部分是有关分子印迹技术的一些介绍，简单的概念、合成方法，详细阐述了印迹聚合中功能单体的选择，分析了其发展以及现状;接下来是磁性表面分子印迹聚合物在天然产物活性成分中的应用;最后论述了本文立题的一些依据及本课题研究的创新点。
　　第二章节主要研究了磁性虚拟表面分子印迹材料用于分离富集猕猴桃中的水杨酸。具有分子内氢键的化合物（如:水杨酸）在印迹聚合中模板分子与功能单体表现出弱的分子间氢键作用，结果导致分子印迹聚合物(MIPs)没有特异性吸附效能。在这章节中首次成功合成了以苯甲酸为虚拟模板的磁性虚拟分子印迹聚合物(MDMIPs)，并且评估了其在实际复杂样品中分离富集水杨酸的应用。为了获得最优的回收率以及减少非特异性吸附作用，考察了吸附-脱附的大量参数。合成的MDMIPs显示了其高吸附量、好的选择性、快速的动力学结合(40 min)以及磁性分离(5s)，良好的再现性（不同批次粒子的RSD＜4％）以及稳定性（使用五次后吸附量仅减小4％）。
　　第三章节主要研究的是温敏磁性表面分子印迹聚合物(TMMIPs)的合成及其对姜黄素类化合物的高选择性和吸附量。所得到的TMMIPs进行了TEM、FT-IR、TGA、VSM以及UV表征，TMMIPs显示了良好的温度感应（最低临界共溶温度，LCST值为33.71℃）以及快速磁分离效应(5 s)。为了获取高吸附量，选择性以及脱附率，聚合、吸附以及脱附条件都进行了详细的优化。通过实验发现温敏单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)不仅在温度感应中作为惰性聚合物的主链，而且与功能单体4-乙烯基吡啶共同作为复合单体在聚合中获取更多的特异性结合位点。姜黄素与TMMIPs间的吸附过程遵循Langmuir等温吸附和准一级动力学吸附。TMMIPs也显示了其较高的重现性（不同批次间RSD＜5.6％）和稳定性。合成的TMMIPs已成功应用于复杂天然产物姜黄中对姜黄素类化合物的选择分离。
　　第四章节研究的是基于DD-AA二重氢键阵列的磁性表面分子印迹材料的合成及其性能的研究。在印迹聚合前的合成步骤与第三章节是一样的，主要的创新点在印迹聚合中挖掘了新型的功能单体2，4-二氨基-6-乙烯基-均-三嗪，模板分子为姜黄素，主要利用的是功能单体的两个氨基与姜黄素中的两个羰基中的氧形成DD-AA二重阵列氢键作用。合成出的聚合物对姜黄素的吸附量与上述合成的温敏磁性表面分子印迹聚合物相近，说明新型功能单体与模板分子达到了预期的DD-AA二重阵列氢键作用，效果与复合功能单体（4-乙烯基吡啶与N-异丙基丙烯酰胺）相当。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 分子印迹材料

1．1．1 分子印迹技术概念及合成

1．1．2 分子印迹聚合物制备方法

1．1．3 分子印迹技术功能单体、交联剂种类及选择

1．1．4 分子印迹技术现状及发展

1．2 磁性粒子

1．3 磁性粒子复合物

1．4 磁性表面分子印迹聚合物

1．5 磁性表面分子印迹聚合物在天然产物活性成分中的应用

1．5．1 天然产物活性成分提取意义

1．5．2 天然产物活性成分提取主要技术方法

1．5．3 磁性印迹材料在天然产物中的应用

1．6 本课题的研究思路及创新点

第二章 磁性虚拟表面分子印迹材料用于分离富集猕猴桃中的水杨酸

2．1 实验部分

2．1．1 实验仪器与试剂

2．1．2 磁性虚拟模板表面分子印迹材料的合成

2．1．3 MDMIPs对水杨酸的吸附性能检测

2．1．4 MDMIPs选择性吸附的检测

2．1．5 MDMIPs应用于分离富集猕猴桃中的水杨酸

2．2 结果与讨论

2．2．1 MDMIPs的制备

2．2．2 吸附溶剂的选择

2．2．3 MDMIPs的特性表征

2．2．4 MDMIPs的选择性吸附

2．2．5 MDMIPs洗脱条件的优化

2．2．6 MDMIPs重现性与稳定性的性能检测

2．2．7 猕猴桃提取液中水杨酸检测

2．3 小结

第三章 温敏磁性表面分子印迹材料的合成及用于分离富集姜黄中姜黄素类化合物

3．1 实验部分

3．1．1 仪器与试剂

3．1．2 温敏磁性表面分子印迹材料的合成

3．1．3 TMMIPs对姜黄素的吸附以及脱附性能检测

3．1．4 TMMIPs的选择性吸附

3．1．5 姜黄提取液中姜黄素类化合物的检测

3．2 结果与讨论

3．2．1 TMMIPs的合成条件优化

3．2．2 TMMIPs的温度感应性质及LCST值测定

3．2．3 TMMIPs及MMIP吸附量的温度影响比较

3．2．4 模板分子姜黄素的选择

3．2．5 TMMIPs的特性表征

3．2．6 TMMIPs的吸附与脱附性能检测

3．2．7 TMMIPs的选择性吸附检测

3．2．8 检测方法校准

3．2．9 姜黄提取液的分析

3．3 小结

第四章 基于DD-AA二重氢键阵列的磁性表面分子印迹材料的合成及性能的研究

4．1 实验部分

4．1．1 仪器与试剂

4．1．2 DD-AA二重氢键阵列的磁性表面分子印迹聚合物(MMIPs)的合成

4．1．3 MMIPs对姜黄素的吸附以及脱附性能检测

4．2 结果与讨论

4．2．1 MMIPs的制备

4．2．2 MMIPs的特性表征

4．2．3 MMIPs吸附性能检测

4．2．4 MMIPs脱附性能检测

4．3 小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间的主要研究成果

致谢