異丙威表面分子印跡材料的制備及其識別特性研究

龔波林等

摘要：將γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅膠表面，然后以異丙威為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為單體，乙二醇二縮水甘油醚（EGDE）為交聯(lián)劑，制備了異丙威表面分子印跡材料MIPPMAAMPSSiO2。采用動態(tài)與靜態(tài)兩種方法研究了該印跡材料對異丙威的結(jié)合性能與分子識別特性。結(jié)果表明，MIPPMAAMPSSiO2印跡材料對模板分子異丙威具有良好的特異性識別作用，相對于參比物速滅威和甲萘威，印跡材料對異丙威的選擇性系數(shù)分別為6.73和8.95。經(jīng)過Scatchard 模型分析，計算得到兩類結(jié)合位點的最大表觀吸附量分別為230 和117 mg/g，印跡聚合物的平衡離解常數(shù)Kd分別為1428.6和476.2 mg/L。油菜樣品的加標(biāo)回收實驗表明，此印跡材料可以對痕量異丙威進(jìn)行富集分離測定，且可重復(fù)使用。

關(guān)鍵詞：表面分子印跡技術(shù)； 異丙威； 硅膠； 固相萃取

1引言

異丙威是一種氨基甲酸酯類的廣譜殺蟲劑，具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用，廣泛用于防治水稻害蟲。但由于大量不科學(xué)地使用也導(dǎo)致人畜中毒現(xiàn)象時有發(fā)生[1，2]，因此許多國家和地區(qū)對這種農(nóng)藥在水果蔬菜中的殘留量都制定了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。此類農(nóng)藥的常用分析方法有高效液相色譜法（HPLC）[3]、氣相色譜法（GC）[4]及高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不論采用那種方法，都面臨著一個共同的問題，即樣品去除干擾雜質(zhì)、痕量待測組分的富集難題。

分子印跡技術(shù)（Molecular imprinting technique， MIT）是近年發(fā)展起來的一種新的分子識別技術(shù)，能夠?qū)Ｒ蛔R別、吸附目標(biāo)分子，完成從復(fù)雜底物中分離富集某一特定痕量待測物的目的。因此，常被作為固相萃取填料、固相微萃取涂層或制備成傳感器，用于分離富集復(fù)雜樣品中的痕量分析物[7，8]，在農(nóng)獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染、違規(guī)添加劑以及食品內(nèi)源性成分的分析中均有應(yīng)用，可極大地提高檢測效率和靈敏度。然而，目前所制得的MIPs識別位點大都在聚合物內(nèi)部，而聚合物內(nèi)部存在的擴(kuò)散阻力會導(dǎo)致印跡分子與識別位點結(jié)合效率低和存在印跡分子洗脫困難的問題[9，10]。最近出現(xiàn)的表面印跡聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合過程中，功能單體與印跡分子在乳液界面處結(jié)合，形成的結(jié)合物就留在反應(yīng)界面。這樣可以解決其它方法所制備的MIPs印跡分子與識別位點結(jié)合困難、結(jié)合效率低的問題，可極大提高印跡分子的洗脫率及印跡聚合物的結(jié)合容量，縮短結(jié)合達(dá)到平衡的時間。用該方法制得的印跡聚合物更加精確的達(dá)到了分子水平的裁剪，有利于更好地印跡模板分子，得到更高的吸附容量，是一種非常有發(fā)展前途的印跡技術(shù)[11，12]。Gao等[13]通過表面聚合法制備分子印跡聚合物，以靜態(tài)吸附實驗證明對抗蚜威的選擇吸附性，但沒有實際應(yīng)用。目前，對于異丙威表面分子印跡的研究尚未見文獻(xiàn)報道。

本研究以硅膠為基質(zhì)，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）對其表面進(jìn)行改性，然后將α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅膠表面，使成為功能分子刷；飽和吸附模板分子異丙威之后再進(jìn)行交聯(lián)印跡，洗脫除去模板分子后，則在硅膠表面的聚合物薄層中， 留下了大量的印跡空穴，即制備了異丙威表面分子印跡聚合物。深入考察了該印跡材料對異丙威的特異性結(jié)合性能，并將該印跡材料填裝成固相萃取柱，對實際樣品進(jìn)行富集和分離測定，取得了很好的效果。

2實驗部分

2.1儀器與材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司），TU1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），C18反相色譜柱（150 mm × 4.6 mm，美國安捷倫公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博納艾杰爾科技有限公司）， HH2數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠），KQ3200E 型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），SHB型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司），BS 224S 型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），SHZC型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學(xué)儀器廠）。

摘要：將γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅膠表面，然后以異丙威為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為單體，乙二醇二縮水甘油醚（EGDE）為交聯(lián)劑，制備了異丙威表面分子印跡材料MIPPMAAMPSSiO2。采用動態(tài)與靜態(tài)兩種方法研究了該印跡材料對異丙威的結(jié)合性能與分子識別特性。結(jié)果表明，MIPPMAAMPSSiO2印跡材料對模板分子異丙威具有良好的特異性識別作用，相對于參比物速滅威和甲萘威，印跡材料對異丙威的選擇性系數(shù)分別為6.73和8.95。經(jīng)過Scatchard 模型分析，計算得到兩類結(jié)合位點的最大表觀吸附量分別為230 和117 mg/g，印跡聚合物的平衡離解常數(shù)Kd分別為1428.6和476.2 mg/L。油菜樣品的加標(biāo)回收實驗表明，此印跡材料可以對痕量異丙威進(jìn)行富集分離測定，且可重復(fù)使用。

關(guān)鍵詞：表面分子印跡技術(shù)； 異丙威； 硅膠； 固相萃取

1引言

異丙威是一種氨基甲酸酯類的廣譜殺蟲劑，具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用，廣泛用于防治水稻害蟲。但由于大量不科學(xué)地使用也導(dǎo)致人畜中毒現(xiàn)象時有發(fā)生[1，2]，因此許多國家和地區(qū)對這種農(nóng)藥在水果蔬菜中的殘留量都制定了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。此類農(nóng)藥的常用分析方法有高效液相色譜法（HPLC）[3]、氣相色譜法（GC）[4]及高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不論采用那種方法，都面臨著一個共同的問題，即樣品去除干擾雜質(zhì)、痕量待測組分的富集難題。

分子印跡技術(shù)（Molecular imprinting technique， MIT）是近年發(fā)展起來的一種新的分子識別技術(shù)，能夠?qū)Ｒ蛔R別、吸附目標(biāo)分子，完成從復(fù)雜底物中分離富集某一特定痕量待測物的目的。因此，常被作為固相萃取填料、固相微萃取涂層或制備成傳感器，用于分離富集復(fù)雜樣品中的痕量分析物[7，8]，在農(nóng)獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染、違規(guī)添加劑以及食品內(nèi)源性成分的分析中均有應(yīng)用，可極大地提高檢測效率和靈敏度。然而，目前所制得的MIPs識別位點大都在聚合物內(nèi)部，而聚合物內(nèi)部存在的擴(kuò)散阻力會導(dǎo)致印跡分子與識別位點結(jié)合效率低和存在印跡分子洗脫困難的問題[9，10]。最近出現(xiàn)的表面印跡聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合過程中，功能單體與印跡分子在乳液界面處結(jié)合，形成的結(jié)合物就留在反應(yīng)界面。這樣可以解決其它方法所制備的MIPs印跡分子與識別位點結(jié)合困難、結(jié)合效率低的問題，可極大提高印跡分子的洗脫率及印跡聚合物的結(jié)合容量，縮短結(jié)合達(dá)到平衡的時間。用該方法制得的印跡聚合物更加精確的達(dá)到了分子水平的裁剪，有利于更好地印跡模板分子，得到更高的吸附容量，是一種非常有發(fā)展前途的印跡技術(shù)[11，12]。Gao等[13]通過表面聚合法制備分子印跡聚合物，以靜態(tài)吸附實驗證明對抗蚜威的選擇吸附性，但沒有實際應(yīng)用。目前，對于異丙威表面分子印跡的研究尚未見文獻(xiàn)報道。

本研究以硅膠為基質(zhì)，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）對其表面進(jìn)行改性，然后將α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅膠表面，使成為功能分子刷；飽和吸附模板分子異丙威之后再進(jìn)行交聯(lián)印跡，洗脫除去模板分子后，則在硅膠表面的聚合物薄層中， 留下了大量的印跡空穴，即制備了異丙威表面分子印跡聚合物。深入考察了該印跡材料對異丙威的特異性結(jié)合性能，并將該印跡材料填裝成固相萃取柱，對實際樣品進(jìn)行富集和分離測定，取得了很好的效果。

2實驗部分

2.1儀器與材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司），TU1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），C18反相色譜柱（150 mm × 4.6 mm，美國安捷倫公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博納艾杰爾科技有限公司）， HH2數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠），KQ3200E 型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），SHB型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司），BS 224S 型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），SHZC型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學(xué)儀器廠）。

摘要：將γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅膠表面，然后以異丙威為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為單體，乙二醇二縮水甘油醚（EGDE）為交聯(lián)劑，制備了異丙威表面分子印跡材料MIPPMAAMPSSiO2。采用動態(tài)與靜態(tài)兩種方法研究了該印跡材料對異丙威的結(jié)合性能與分子識別特性。結(jié)果表明，MIPPMAAMPSSiO2印跡材料對模板分子異丙威具有良好的特異性識別作用，相對于參比物速滅威和甲萘威，印跡材料對異丙威的選擇性系數(shù)分別為6.73和8.95。經(jīng)過Scatchard 模型分析，計算得到兩類結(jié)合位點的最大表觀吸附量分別為230 和117 mg/g，印跡聚合物的平衡離解常數(shù)Kd分別為1428.6和476.2 mg/L。油菜樣品的加標(biāo)回收實驗表明，此印跡材料可以對痕量異丙威進(jìn)行富集分離測定，且可重復(fù)使用。

關(guān)鍵詞：表面分子印跡技術(shù)； 異丙威； 硅膠； 固相萃取

1引言

異丙威是一種氨基甲酸酯類的廣譜殺蟲劑，具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用，廣泛用于防治水稻害蟲。但由于大量不科學(xué)地使用也導(dǎo)致人畜中毒現(xiàn)象時有發(fā)生[1，2]，因此許多國家和地區(qū)對這種農(nóng)藥在水果蔬菜中的殘留量都制定了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。此類農(nóng)藥的常用分析方法有高效液相色譜法（HPLC）[3]、氣相色譜法（GC）[4]及高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不論采用那種方法，都面臨著一個共同的問題，即樣品去除干擾雜質(zhì)、痕量待測組分的富集難題。

分子印跡技術(shù)（Molecular imprinting technique， MIT）是近年發(fā)展起來的一種新的分子識別技術(shù)，能夠?qū)Ｒ蛔R別、吸附目標(biāo)分子，完成從復(fù)雜底物中分離富集某一特定痕量待測物的目的。因此，常被作為固相萃取填料、固相微萃取涂層或制備成傳感器，用于分離富集復(fù)雜樣品中的痕量分析物[7，8]，在農(nóng)獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染、違規(guī)添加劑以及食品內(nèi)源性成分的分析中均有應(yīng)用，可極大地提高檢測效率和靈敏度。然而，目前所制得的MIPs識別位點大都在聚合物內(nèi)部，而聚合物內(nèi)部存在的擴(kuò)散阻力會導(dǎo)致印跡分子與識別位點結(jié)合效率低和存在印跡分子洗脫困難的問題[9，10]。最近出現(xiàn)的表面印跡聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合過程中，功能單體與印跡分子在乳液界面處結(jié)合，形成的結(jié)合物就留在反應(yīng)界面。這樣可以解決其它方法所制備的MIPs印跡分子與識別位點結(jié)合困難、結(jié)合效率低的問題，可極大提高印跡分子的洗脫率及印跡聚合物的結(jié)合容量，縮短結(jié)合達(dá)到平衡的時間。用該方法制得的印跡聚合物更加精確的達(dá)到了分子水平的裁剪，有利于更好地印跡模板分子，得到更高的吸附容量，是一種非常有發(fā)展前途的印跡技術(shù)[11，12]。Gao等[13]通過表面聚合法制備分子印跡聚合物，以靜態(tài)吸附實驗證明對抗蚜威的選擇吸附性，但沒有實際應(yīng)用。目前，對于異丙威表面分子印跡的研究尚未見文獻(xiàn)報道。

本研究以硅膠為基質(zhì)，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）對其表面進(jìn)行改性，然后將α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅膠表面，使成為功能分子刷；飽和吸附模板分子異丙威之后再進(jìn)行交聯(lián)印跡，洗脫除去模板分子后，則在硅膠表面的聚合物薄層中， 留下了大量的印跡空穴，即制備了異丙威表面分子印跡聚合物。深入考察了該印跡材料對異丙威的特異性結(jié)合性能，并將該印跡材料填裝成固相萃取柱，對實際樣品進(jìn)行富集和分離測定，取得了很好的效果。

2實驗部分

2.1儀器與材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司），TU1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），C18反相色譜柱（150 mm × 4.6 mm，美國安捷倫公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博納艾杰爾科技有限公司）， HH2數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠），KQ3200E 型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），SHB型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司），BS 224S 型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），SHZC型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學(xué)儀器廠）。