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采用分子印迹技术制备的分子印迹聚合物(MIP)因对目标物(模板及其结构类似物)具有高选择性识别能力,所以在分析化学、合成化学、传感器等领域特别是分离科学中展示了良好的应用前景。
本论文在查阅了大量文献后,首先简单总结了分子印迹技术的基本原理、印迹聚合物的制备方法及其在液相色谱分离分析中的应用等。然后在此基础上,基于现有秦皮甲素和秦皮乙素印迹聚合物的研究中对聚合条件缺乏系统优化,而且采用沉淀聚合法及牺牲硅胶法制备这两种分子的印迹聚合物研究以及以它们为模板的印迹色谱柱的研究都还未见报道,论文开展了以下三方面的工作:
1、秦皮甲素分子印迹聚合物的研究
(1)本体聚合法制备秦皮甲素分子印迹聚合物。采用本体聚合法,以不同种类功能单体以及不同模板、单体和交联剂加入摩尔比,制备了一系列秦皮甲素分子印迹聚合物,优化了用本体聚合法制备秦皮甲素-MIP的聚合条件。结果表明,在优化得到的条件下,即以MAA为功能单体,甲醇为致孔溶剂,模板与单体及交联剂EGDMA的加入摩尔比为1:6:30时制备的MIP(定义为MIP7)对秦皮甲素具有最大的吸附容量(104.9mg/g)和最好的吸附选择性(印迹因子为1.595),其吸附达到平衡的时间仅需要100min。
(2)沉淀聚合法制备秦皮甲素分子印迹聚合物。在优化了沉淀聚合法制备秦皮甲素分子印迹聚合物的聚合条件(如功能单体种类以及模板、单体和交联剂加入摩尔比)后,选用MAA为功能单体,甲醇为致孔溶剂,模板、单体及交联剂EGDMA的加入摩尔比为1:6:40,制备了一个具有良好吸附性能的秦皮甲素-MIP(定义为MIP10*)。该聚合物对秦皮甲素的吸附容量与印迹因子分别达到了137.3mg/g和2.345,吸附平衡时间为80miN,显示了良好的应用前景。
(3)选用沉淀聚合法的聚合条件,即以MAA为功能单体,甲醇为致孔溶剂,在模板与单体及交联剂的加入摩尔比为1:6:40的条件下,采用牺牲硅胶法制备了一个秦皮甲素分子印迹聚合物。该印迹聚合物对秦皮甲素的吸附容量和印迹因子分别为60.94mg/g和1.344,吸附平衡时间为120min。
通过上述研究结果可以发现,在各自优化的聚合条件下,采用沉淀聚合法制备的印迹聚合物的吸附容量最高、吸附选择性最好、动力学吸附速度最快,而且其平均孔径较大,有利于传质过程。
2、秦皮乙素分子印迹聚合物的研究
(1)采用本体聚合法,以不同功能单体和不同功能单体与交联剂用量,制备了系列秦皮乙素分子印迹聚合物,并采用紫外光谱法测定这些印迹聚合物对底物的平衡吸附量和印迹因子,优化得到了制备秦皮乙素分子印迹聚合物的聚合条件为:以AM为功能单体,甲醇为致孔剂,模板与单体及交联剂EGDMA的加入摩尔比为1:4:40。在此条件下制备的MIP(定义为MIP11)对秦皮乙素的吸附容量为9.987mg/g,印迹因子为1.607。
(2)在优化了沉淀聚合法制备秦皮乙素分子印迹聚合物的聚合条件后,选择AM为功能单体,甲醇为致孔剂,模板与单体及交联剂的加入摩尔比为1:6:30,用沉淀聚合法制备了对秦皮乙素具有理想吸附选择性和吸附容量的秦皮乙素-MIP(定义为MIP9*),其印迹因子为3.093,吸附容量为23.49mg/g。
(3)选用沉淀聚合法的聚合条件,采用牺牲硅胶法制备了秦皮乙素分子印迹聚合物,该聚合物对秦皮甲素的吸附容量和印迹因子分别为10.52mg/g和1.765。
可见,对于秦皮乙素分子印迹聚合物的制备来说,采用沉淀聚合法要优于牺牲硅胶法和本体聚合法。
3、秦皮甲素和秦皮乙素印迹色谱整体柱的研究
采用原位聚合法,分别选用MAA和AM为功能单体,甲苯-正十二醇混合溶剂为致孔剂,控制模板与功能单体及交联剂EGDMA的摩尔比均为1:4:40,合成了以秦皮甲素与秦皮乙素为模板的分子印迹整体柱,优化了用这两根印迹色谱柱分离模板分子及其结构类似物的色谱条件。结果表明,在优化的色谱条件下,秦皮甲素与秦皮乙素的分子印迹整体柱对其相应的模板分子都有较好的识别能力,印迹固定相中产生了印迹效应,只是两根色谱柱得到的模板及其结构类似物的色谱峰都有明显展宽与拖尾现象,说明印迹柱的制备条件还需要进一步优化。