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新型分子印迹聚合物的制备及吸附性能的研究

作　者: 马晶
导　师: 杨明
学　校: 武汉工业学院
专　业: 应用化学
关键词: 分子印迹模板分子功能单体 SiO2-St复合微球 Fe3O4粒子吸附性能印迹机理
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique,MIT）是制备对特定分子具有专一识别性能聚合物的新技术,即分子印迹聚合物（Molecularly Imprinted Polymers,MIPs）。MIPs具有预定性、专一性和实用性等三大特性,分子印迹技术在分离提纯、生物模拟、免疫测定及痕量分析等领域显示了优越性,具有广阔的应用前景。本文对分子印迹技术的基本原理、分子印迹聚合物的制备方法、应用领域和表征方法进行了较为全面的综述,另外还介绍了磁性复合印迹微球的制备方法,对分子印迹技术当前存在的问题和未来的发展趋势进行了分析和展望。本研究分为三大部分,首先采用无皂乳液聚合法制备了微米级的聚苯乙烯微球,并以之为种球,利用单步溶胀聚合法制备了加替沙星的分子印迹聚合物;然后采用传统的施拖贝尔方法制备了单分散性的SiO₂,硅烷偶联剂MPS（γ-methacrylic propyltrimethoxysilane）对表面进行改性后,分散聚合方法合成SiO₂-St,并以之为种球,制备鱼藤酮的分子印迹聚合物;最后以Fe₃O₄粒子为磁性组分,以酪氨酸（Tyr）为模板分子,MAA和AM的混合物为功能单体,制备了磁性分子印迹聚合物,并研究了聚合物的吸附行为和分子识别性能。采用扫描电镜、紫外光谱、红外光谱、荧光光谱等方法对聚合物进行表征。研究表明,以聚苯乙烯为种球,水相中制得的加替沙星分子印迹聚合物微球（Molecularly Imprinted Polymers microspheres,MIPMs）,可结合三个功能单体,MIPMs的粒径分布较宽,表面粗糙,具有一定层次孔径分布,有利于底物和结合位点的接触,Ssatchard分析MIPMs在识别过程中存在两类结合位点。而以SiO₂-St复合微球为种球,水相中制的鱼藤酮MIPMs在平衡吸附分离实验中表现出更好的吸附能力,且有很好的再生性能。研究还表明,以Fe₃O₄粒子为磁性组分,MPS改性的Fe₃O₄粒子为种球,Tyr为模板分子,MAA和AM的混合物为功能单体,制备的磁性分子印迹聚合物呈规则的球形,整体呈凝聚物的状态,粒径分布较宽,表面存在孔穴,有较好的吸附性能,并且在外加磁场的作用下能够快速分离出来。以苯丙氨酸（Phe）为竞争底物,聚合物对酪氨酸的印迹因子为1.87,明显高于对苯丙氨酸的印迹因子1.03。说明印迹聚合物对特性的模板分子具有很好的识别性能和较高的吸附容量。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-23
  1.1 概述  10-11
  1.2 MIT 的基本思路和方法  11-13
    1.2.1 MIT 的基本思路  11
    1.2.2 MIT 的分类  11-13
  1.3 MIPS 的制备  13-17
    1.3.1 MIPs 的制备过程  13-15
    1.3.2 MIPs 的制备方法  15-17
  1.4 MIPS 的表征方法  17-18
    1.4.1 高效液相色谱法  17
    1.4.2 静态吸附法  17-18
    1.4.3 傅立叶变换红外光谱和核磁共振法  18
    1.4.4 电势测定法  18
  1.5 MIPS 的应用  18-19
    1.5.1 色谱分析与分离  18
    1.5.2 固相萃取  18-19
    1.5.3 抗体和受体  19
    1.5.4 传感器  19
  1.6 磁性复合微球  19-21
    1.6.1 磁性材料的磁特性  19-20
    1.6.2 磁性复合微球的制备方法  20
    1.6.3 磁性复合微球的应用  20-21
  1.7 问题与展望  21
  1.8 课题研究背景及意义  21-23
第2章加替沙星印迹聚合物的制备及吸附特性研究  23-34
  2.1 引言  23
  2.2 实验部分  23-25
    2.2.1 主要试剂及仪器  23-24
    2.2.2 MIMPs 的制备  24-25
    2.2.3 分析与表征  25
    2.2.4 MIPMS 与模板分子的吸附性能研究  25
  2.3 结果与讨论  25-33
    2.3.1 MIPMs 的合成及溶剂的选择  25
    2.3.2 紫外光谱分析  25-28
    2.3.3 印迹分子与功能单体的作用  28-29
    2.3.4 红外光谱分析  29-30
    2.3.5 SEM 观察  30-31
    2.3.6 MIPMs 的吸附特性  31-33
  2.4 结论  33-34
第3章单分散二氧化硅-苯乙烯复合微球的制备及表征  34-47
  3.1 引言  34
  3.2 实验部分  34-36
    3.2.1 主要试剂及仪器  34-35
    3.2.2 Stober 法制备单分散SiO_2 微球  35
    3.2.3 SiO_2 微球的表面改性  35
    3.2.4 二氧化硅-苯乙烯（SiO_2-St）复合微球的合成  35-36
    3.2.5 分析与表征  36
  3.3 结果与讨论  36-46
    3.3.1 SiO_2 的XRD 图  36-37
    3.3.2 SiO_2 微球改性前后的对比  37-40
    3.3.3 SiO_2-PS 复合微球的制备  40-41
    3.3.4 改性SiO_2 微球的粒径对SiO_2-St 复合微球的影响  41-42
    3.3.5 反应物质浓度对SiO_2-St 复合微球的影响  42-46
  3.4 结论  46-47
第4章鱼藤酮印迹聚合物的制备及吸附特性研究  47-58
  4.1 引言  47
  4.2 实验部分  47-49
    4.2.1 主要试剂及仪器  47-48
    4.2.2 MIPMs 的制备  48-49
    4.2.3 分析与表征  49
    4.2.4 MIPMs 吸附性能和分子识别性能的测定  49
  4.3 结果与讨论  49-57
    4.3.1 紫外光谱分析  49-51
    4.3.2 红外光谱分析  51-53
    4.3.3 SEM 观察  53-55
    4.3.4 MIMPs 的吸附特性  55-56
    4.3.5 MIMPs 的再生性  56-57
  4.4 结论  57-58
第5章磁性分子印迹聚合物微球的制备及识别性能研究  58-66
  5.1 引言  58
  5.2 实验部分  58-60
    5.2.1 主要试剂及仪器  58-59
    5.2.2 磁性分子印迹聚合物的制备  59
    5.2.3 分析与表征  59
    5.2.4 识别性能研究  59-60
  5.3 分析与讨论  60-65
    5.3.1 模板分子  60
    5.3.2 功能单体  60-61
    5.3.3 SEM 观察  61
    5.3.4 红外光谱分析  61-63
    5.3.5 识别机理分析  63-64
    5.3.6 MIPs 识别性能的研究  64-65
  5.4 结论  65-66
参考文献  66-75
致谢  75-76
攻读学位期间发表的论文  76

新型分子印迹聚合物的制备及吸附性能的研究

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