磁性表面分子印迹微球的制备及其在双酚A检测中的应用

摘要

分子印迹技术又称分子模板技术，是指以某一特定目标分子为模板，制备对该分子具有特异选择性聚合物(MIP)的过程。该技术已经被广泛用于固相萃取(SPE)、催化、仿生传感器、药物运输等领域。表面分子印迹(SMI)就是采取一定的措施把结合位点局限在具有良好的接近性的表面，从而有利于模板分子的脱除和再结合，克服了传统分子印迹聚合物的结合位点不均一、可接近性差、识别动力学慢等一系列问题。但表面分子印迹仍不能彻底解决模板分子泄露所引起的一系列问题，而采用虚拟模板就可以避免模板分子泄露所引起的干扰，另外对磁性载体做表面分子印迹不仅可以克服传统固相萃取制备填充柱复杂繁琐的缺点，还可以大大提高样品纯化速率。 本论文主要包括以下三方面的内容： (1)制备磁性表面分子印迹微球(MSMIP)的载体nFe3O4@SiO2核壳型微球。采用共沉淀法合成10纳米左右的单颗粒Fe3O4，并使其与苯乙烯聚合成复合磁性微球nFe3O4，然后采用溶胶凝胶法在复合微球表面生长SiO2。优化得出合成超顺磁性载体的最佳条件，采用VSM、FT-IR、SEM和TEM对复合微球的结构和性能进行表征。SEM图片显示复合微球的粒径在100～1000nm之间，VSM结果显示MSMIP的饱和磁强度为57.490emu/g，剩磁为0.060304 emu/g，具有良好的超顺磁性。 (2)在nFe3O4@SiO2表面嫁接C=C，以4-乙烯基吡啶为功能单体(4-VP)，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，采用表面印迹聚合方法制备了MSMIP。考察了采用不同模板分子对吸附率的影响；研究了吸附率随初始浓度的变化；对MSMIP的选择性和重复性能进行评价；并采用VSM、FT-IR、SEM和TEM对MSMIP的性质和结构进行表征。研究表明，最佳反应时间为24h，以双酚F(BPF)为虚拟模板时吸附效果最好；在研究初始浓度范围内，MSMIP和MSNIP的饱和吸附量分别为450.6mg/g和208.3mg/g；在竞争分子四溴双酚A(TBBPA)和对叔丁基苯酚(BP)的存在下，MSMIP对BPA有良好的选择性；重复利用5次，MSMIP的吸附性能依然良好。 (3)将磁性表面分子印迹技术与固相萃取技术联用，成功的去除了水样、中的干扰组分，净化了样品，并通过高效液相色谱法测定了水中BPA的含量。该方法直观、快速可以用于环境样品中污染物的分离与富集。