亞胺硫磷分子印跡聚合物吸附性能研究

殷慧齡等

前 言

亞胺硫磷是一種廣譜有機磷殺蟲劑，能夠引發(fā)急性中毒。分子印跡聚合物（MIPs）對模板分子具有專一識別能力和選擇性吸附作用，不僅可用于待測組分的純化與富集，還可與氣相色譜、液相色譜串聯(lián)，提高色譜柱的柱效，極大提高分析效率。

1、材料與試劑

亞胺硫磷原藥， 亞胺硫磷標(biāo)品（純度98%，Sigma），甲基丙烯酸丁酯BMA（純度99%，Sigma），甲基丙烯酸MAA（分析純），二甲基丙烯酸乙二醇酯EDMA（純度97%，Sigma）使用前重蒸去阻聚劑，偶氮二異丁腈AIBN（分析純）使用前重結(jié)晶，甲醇、四氫呋喃（THF）、甲苯、二甲基甲酰胺（DMF）等有機溶劑（分析純），C18（thermo scientific）。

2、主要儀器設(shè)備

Cary 50-Bio紫外可見分光光度計（Victoria， Australia），Centrifuge 5804 R臺式冷凍離心機。

3、實驗方法

3.1MIPs 的合成制備

在3mL四氫呋喃與1mL甲苯混合液合溶液中加入327mg亞胺硫磷（純度95%，約1mmol）及甲基丙烯酸MAA 4mmol，攪拌30min，再加入EDMA 10 mmol及40 mg偶氮二異丁腈，磁力攪拌混勻（4小時），通氮氣15min，然后60℃水浴鍋中熱聚合24h。將聚合物粉碎，置于索氏萃取器中，加入270mL甲醇-30mL冰醋酸作萃取溶劑，至萃取液中無亞胺硫磷檢測出來為止。60℃真空干燥，得到亞胺硫磷分子印跡聚合物。制備非印跡聚合物除不加模板分子亞胺硫磷外，其余操作步驟同上述分子印跡聚合物的制備。

3.2吸附容量的測定

100μg/mL亞胺硫磷乙醇溶液。在搖床上震搖2h，離心，紫外-可見光度計上測定上清液中的亞胺硫磷濃度，波長為225nm。同時平行做非印跡聚合物。每批做三個平行，結(jié)果取平均值。

3.3平衡結(jié)合實驗

準(zhǔn)確稱取20mg分子印跡聚合物于的棕色樣品瓶中，分別加入不同濃度的亞胺硫磷乙醇溶液，振蕩2h后離心，測定上清液亞胺硫磷濃度。同時做非印跡、商用固相萃取C18吸附材料。

4、吸附容量計算

吸附容量的計算公式，Ci和Cf為吸附溶液中模板分子的起始和最終濃度，V為吸附溶劑的體積，W加入吸附溶液中MIPs的質(zhì)量。

5、吸附平衡結(jié)合實驗及MIPs的Scatchard分析

由圖可知：在相同條件下，印跡材料對模板分子的吸附容量高于非印跡材料對模板分子的吸附容量。隨著亞胺硫磷濃度的增大，印跡聚合物和非印跡聚合物對亞胺硫磷的吸附容量也隨之增大。在180μg/mL濃度時，印跡聚合物吸附容量為1435.1μg/g，非印跡聚合物的吸附容量為920μg/g。在相同條件下印跡聚合物對模板分子的吸附容量高于非印跡聚合物對模板分子的吸附容量，說明印跡聚合物具有的印跡效應(yīng)。同時比較商用固相萃取C18吸附材料時發(fā)現(xiàn)（如圖1），吸附濃度為50μg/mL時C18吸附容量達(dá)到飽和為130.4μg/g，而相應(yīng)的MIPs吸附容量為603.6μg/g，說明MIPs對亞胺硫磷的吸附能力高于商用固相萃取C18吸附材料對亞胺硫磷的吸附能力。

圖1 印跡聚合物、非印跡聚合物和C18吸附材料對亞胺硫磷的吸附等溫線

在分子印跡技術(shù)研究中常采用Scatchard模型來評價分子印跡聚合物的吸附特性，是對受體的平衡鍵合進行分析的一種數(shù)學(xué)方法，公式如為：

，

其中C是指溶液的初始濃度，Q是指達(dá)到吸附平衡時的吸附容量，其中Kd是結(jié)合位點的平衡解離常數(shù)，而Qmax是指最大飽和吸附容量。進行線性回歸，可得到一條線性的直線，即Q/C=12.287- 0.0036Q。由Scatchard曲線的斜率和截距可求得印跡聚合物的離解常數(shù)Kd=0.278μg/L，飽和吸附容量Qmax=3413.05μg/g。結(jié)果表明印跡聚合物對模板分子具有較強的結(jié)合作用。

6、結(jié)論

對合成的MIPs進行了靜態(tài)平衡吸附試驗，平行比較非印跡及C18吸附材料，得出所合成的吸附材料具有較好的特異性吸附能力，其吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C18對亞胺硫磷的吸附。并進一步應(yīng)用Scathard分析法，求得聚合物對模板的理論最大吸附量Qmax為3413.05μg/g，亞胺硫磷-印跡聚合物的解離常數(shù)Kd為0.278μg/L。Qmax值較大，表明印跡聚合物對模板吸附明顯，Kd值較小，表明模板與印跡聚合物結(jié)合能力較好。

（作者單位：昌吉市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心）