分子模拟在敌草隆印迹聚合物中的应用研究

摘要

敌草隆是一种在农业上广泛用于田地里杂草的除草剂，有一定的致癌性。因此，在水和食品中的敌草隆残留量进行科学有效的分析和监控对保护人们的身体健康及居住的生态环境有着重要的科学研究价值。
　　本文使用了四种不同的半经验算法用于模板分子，功能单体及模板-功能单体复合物的能量优化。对于亚胺硫磷，雌酮和速灭威印迹聚合物体系，有两种算法不适合于模板-功能单体复合物体系的能量计算，而另外两种算法的预测结果则与实验结果保持一致。因此，选择这两种算法应用于恩诺沙星印迹聚合物的制备中。最后验证得到一种算法在设计分子印迹体系的制备中有一定的可行性。使用建立的算法对敌草隆印迹体系进行模拟预测，得到最佳的功能单体以及最佳的模板-功能单体的比例。同时，实验中对功能单体及模板-功能单体的比例进行优化，实验结果与预测结果一致。将实验值pQ和上述参数值作为分析对象，对其做Pearson相关性分析，显著性相关的参数分别为分子量，ΔEH-L和(logP)3。将实验值pK和上述参数值作为分析对象，对其做Pearson相关性分析。分析结果可知，在选择性吸附中，疏水性参数和形成氢键处的键角值对选择性系数的影响较大。将制备的印迹材料作为固相萃取填料，对水样品中的敌草隆及其竞争物残留进行提取。在湖水和自来水中添加的五个浓度的敌草隆的回收率都在70％以上。
　　本文建立了一种有效的分子模拟方法，将其应用于分子印迹体系的最佳条件预测，制备了一种敌草隆分子印迹聚合物，并采用分子印迹固相萃取技术，从水样品中提取敌草隆除草剂的残留。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 苯脲除草剂

1．2 敌草隆及其检测方法

1．2．1 敌草隆的毒理学特征及应用

1．2．2 敌草隆的检测方法

1．3 分子印迹技术

1．3．1 分子印迹技术的定义

1．3．2 分子印迹技术的发展

1．3．3 分子印迹聚合物

1．4 本体聚合法

1．5 SPE技术及其步骤

1．6 分子印迹技术在SPE中的应用

1．7 色谱法进行印迹聚合物的性能表征

1．8 苯脲除草剂MIPs的研究现状

1．9 计算机模拟

1．9．1 量子化学的计算方法

1．9．2 分子模拟模型的建立和应用

1．9．3 分子模拟设计MIPs

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验试剂

2．1．2 仪器

2．2 实验方法

2．2．1 模拟实验使用的材料

2．2．2 分子模拟算法

2．2．3 Pearson相关性分析

2．2．4 敌草隆MIPs的合成

2．2．5 敌草隆聚合物吸附性能表征

2．2．6 液相色谱条件

2．2．7 MISPE小柱的制备

2．2．8 优化SPE柱的条件

2．2．9 敌草隆实际样品的检测

3 结果与讨论

3．1 分子模拟方法的建立

3．1．1 四种模拟算法的分析及比较

3．1．2 设计高选择性分子印迹材料模拟方法

3．1．3 模拟方法的验证

3．2 最终模拟算法的确定

3．3 敌草隆MIPs模拟预测

3．3．1 模拟预测最佳功能单体

3．3．2 模拟预测敌草隆与P-VBA的最佳摩尔比例

3．4 实验合成敌草隆分子印迹材料条件的优化

3．4．1 溶剂的选择

3．4．2 交联剂及引发剂的选择

3．4．3 功能单体的选择

3．4．4 模板与功能单体比例的选择

3．4．5 模板、功能单体与交联剂比例的选择

3．5 分子印迹材料的表征

3．5．1 紫外检测方法的建立

3．5．2 聚合物材料的表面形态表征

3．5．3 吸附动力学实验研究

3．5．4 吸附平衡实验

3．5．5 Scatchard方程分析

3．5．6 印迹聚合物的特异性研究

3．5．7 MIPs吸附选择性

3．5．8 Pearson相关性分析

3．6 敌草隆液相检测方法的建立

3．7 印迹聚合物SPE方法的建立

3．7．1 优化标品的上样浓度

3．7．2 洗脱溶液用量的优化

3．8 实际样品处理及测定

3．8．1 实际样品上样量的优化

3．8．2 实际样品的测定

3．9 NISPE、MISPE和C18柱比较

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士期间发表论文情况

致谢