学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

生物碱印迹聚合物的制备及其吸附行为研究

作　者: 李昱琢
导　师: 李辉
学　校: 吉首大学
专　业: 分析化学
关键词: 分子印迹盐酸黄连素尼古丁吗啉
分类号: O647.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 64次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

分子印迹是很有发展潜力的分离技术。分子印迹聚合物在分子水平上有对特定分子识别的高选择性，又具有抗体不具备的耐高温、耐酸碱及可在苛刻环境中使用的特性，与天然分子识别系统相比，MIPs表现出较好的物理和化学稳定性及长的使用寿命。这一技术在固相萃取、色谱分离、生物化学仿生传感器、人工抗体模拟及临床药物分析等方面都有广泛应用。为了建立一种分析测定生物中有效成分的方法，并对其进行分离。选择了与人类密切相关的盐酸黄连素、尼古丁、吗啉作为模板分子结合成为聚合物，并分别作为高效液相固定相和固相萃取相对生物有效成分进行分离、富集研究。本文设计了三种具有高特异性的分子印迹聚合物，将其中一种分子印迹聚合物置于气相环境中进行吸附测定，在不同的反应中分别考察了其催化性能和特异选择性。研究内容如下：（1）采用牺牲硅胶骨架法制备了盐酸黄连素（berberine-Cl）分子印迹聚合物，通过扫描电镜、红外光谱、平衡结合方法、Scatchard分析等对分子印迹聚合物的形态、底物结合能力、识别行为、进行了研究，揭示了印迹聚合物的结合机理，为进一步研究分子印迹聚合物提供了理论和实验基础。结果表明：以甲基丙烯酸（MAA）为功能单体制备的黄连素印迹聚合物对模板分子有较高的再结合能力，其选择亲和特性来源于聚合物基体中大量在大小、形状及功能基诸方面与模板相匹配的键合位点。由Scatchard图得到了聚合物中两类结合位点的平衡离解常数（Kd）和最大吸附量（qmax），高、低结合位点的平衡常数分别为：17.410μmol g1和35.980μm ol g1。（2）以尼古丁分子为模板，以MAA为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂，通过热引发制备了分子印迹聚合物，结合扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对聚合物进行了表征，热重法分析了聚合物的热失重行为。测试了MIP对尼古丁的吸附热力学及选择吸附行为；液相色谱及气相色谱质谱用于对溶液及烟气的尼古丁及化学组成进行定性定量分析。分析了尼古丁分子印迹聚合物吸附过程中的热力学行为，测定了过程中的焓变、熵变和自由能变化，计算结果得出标准自由能变为负值，标准熵变为正值，测得吸附热为3.516KJ mol-1，表明了尼古丁在印迹聚合物的吸附是一个自发过程。MIP对烟碱与吡啶的选择性系数为2.275，高于非印迹聚合物NIP（2.134）。当用分子印迹聚合物、非印迹聚合物及硅胶为吸附剂时，烟气中尼古丁吸附率分别为94.81%、94.04%和66.19%，显示了印迹聚合物对烟气中尼古丁的高吸附能力。（3）利用分子印迹技术，以吗啉与钴离子的配合物为模板，四乙烯基吡啶为功能单体，合成了有专一识别性能的钴配位分子印迹聚合物，实验对模板分子和可聚合的功能单体形成配合物的比例、配位金属离子、反应时间等条件进行了选择和优化。采用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、高效液相色谱仪等方法对分子印迹聚合物进行了表征。结果表明：模板与功能单体摩尔比例为1：4时的平衡吸附量最大；保持模板与功能单体摩尔比不变，0.6mmol的钴离子浓度比0.3mmol制备印迹聚合物的吸附效果更低，添加2mmol的交联剂比1mmol的交联剂制备的聚合物吸附效果更好，选择最佳模板-单体-金属离子比例，固定交联剂用量，反应20小时比16小时制备的聚合物平衡吸附量更大。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第1章绪论  12-27
  1.1 分子印迹技术的基本理论  12-17
    1.1.1 分子印迹技术的基本概念和原理  12-13
    1.1.2 分子印迹聚合物的制备  13-14
    1.1.3 分子印迹技术的分类  14-17
  1.2 影响印迹聚合物识别性能的因素  17-21
    1.2.1 印迹反应对识别的影响  18-20
    1.2.2 识别条件对识别能力的影响  20-21
  1.3 分子印迹材料选择性能的评价  21-23
    1.3.1 色谱法  21-22
    1.3.2 光谱法  22
    1.3.3 电化学法  22-23
  1.4 选题意义及主要研究内容  23-27
    1.4.1 黄连素概述与研究意义  23-24
    1.4.2 尼古丁概述及研究意义  24-25
    1.4.3 吗啉的概述及研究意义  25
    1.4.4 分子印迹气相吸附研究的意义  25-26
    1.4.5 主要研究内容  26-27
第2章牺牲硅胶骨架法制备盐酸黄连素印迹聚合物及其性能研究  27-34
  2.1 实验部分  27-29
    2.1.1 试剂及主要仪器  27-28
    2.1.2 分子印迹聚合物（MIPs）的合成  28-29
    2.1.3 红外测定  29
    2.1.4 静态吸附  29
    2.1.5 HPLC 分析  29
  2.2 结果与讨论  29-33
    2.2.1 聚合物的制备  29-30
    2.2.2 聚合物形态观察  30-31
    2.2.3 分子印迹聚合物吸附行为的 IR 研究  31
    2.2.4 吸附等温线及 Scatchard 分析  31-33
  2.3 结论  33-34
第3章尼古丁印迹材料的制备表征及对烟气中尼古丁的吸附研究  34-43
  3.1 材料与方法  34-36
    3.1.1 试剂和材料  34
    3.1.2 仪器  34
    3.1.3 尼古丁印迹聚合物的合成  34-35
    3.1.4 溶液中的吸附  35
    3.1.5 烟气的吸附  35
    3.1.6 高效液相色谱分析  35-36
    3.1.7 气相色谱质谱分析  36
  3.2 结果与讨论  36-42
    3.2.1 电镜分析  36
    3.2.2 热重分析  36
    3.2.3 聚合物在溶液中的吸附  36-40
    3.2.4 聚合物在气相中的吸附  40-42
  3.3 结论  42-43
第4章金属配位型吗啉印迹聚合物的制备及其识别作用研究  43-50
  4.1 材料与方法  43-45
    4.1.1 主要试剂与仪器  43
    4.1.2 实验方法  43-45
  4.2 结果与讨论  45-49
    4.2.1 聚合物的特性  45-46
    4.2.2 聚合物反应条件优化  46-48
    4.2.3 分子印迹聚合物对吗啉-乙腈液中模板的吸附选择性  48-49
  4.3 结论  49-50
第5章结束语  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-61
作者在学期间取得的学术成果  61

生物碱印迹聚合物的制备及其吸附行为研究

内容摘要

全文目录

相似论文