配位印跡聚合物在分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

李春蘭

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅　武威　733000）

配位印跡聚合物在分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

李春蘭

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅武威733000）

配位印跡聚合物屬于分子印跡聚合物的發(fā)展與研究點(diǎn)，具有能夠?qū)⒔饘匐x子與模板分子、功能單體進(jìn)行配位的作用。而分子印跡聚合物則是能夠?qū)δ０宸肿舆M(jìn)行選擇，繼而在結(jié)合的聚合物。配位印跡聚合物在基于分子印跡聚合物的情況下，繼承了其優(yōu)點(diǎn)，又進(jìn)行了發(fā)揚(yáng)，能夠在極性環(huán)境當(dāng)中適用。當(dāng)前，隨著對(duì)配位印跡聚合物的研究，已經(jīng)能夠在醫(yī)藥、食品、生物、環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域均進(jìn)行目標(biāo)物識(shí)別，具有良好的應(yīng)用前景。為了對(duì)配位印跡聚合物在分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行分析研究，首先闡述了配位印跡聚合物的內(nèi)涵與形態(tài)。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了其在咪唑類物質(zhì)、有機(jī)磷類物質(zhì)和羧酸類物質(zhì)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

配位印跡聚合物；咪唑類物質(zhì)；有機(jī)磷類物質(zhì)；羧酸類物質(zhì)

1　配位印跡聚合物概述

1.1配位印跡聚合物內(nèi)涵

配位印跡聚合物能夠?qū)δ繕?biāo)配合物，即模板配合物進(jìn)行選擇性結(jié)合，屬于當(dāng)今分子印跡聚合物的重要發(fā)展與研究方向。由于配位印跡聚合物將金屬離子與功能單體作為基礎(chǔ)，將分子配位作為目標(biāo)，能夠解決極性環(huán)境分析化學(xué)應(yīng)用問(wèn)題，且其配鍵較靜電作用、范德華力、疏水作用等具有更加強(qiáng)大的定向性與作用力，已經(jīng)成為了比較具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的印跡聚合物[1]。

1.2配位印跡聚合物形態(tài)

常見的配位印跡聚合物制備流程與分子印跡聚合物比較相似，且形態(tài)亦存在相應(yīng)的相似點(diǎn)，制備過(guò)程如圖1所示。

通過(guò)圖1可以發(fā)現(xiàn)，在配位印跡聚合物的制備中，需要將中心金屬、模板分子與功能單體進(jìn)行混合溶解，使其置于聚合溶劑，即致孔劑當(dāng)中。待三者形成比例恰當(dāng)?shù)呐浜衔锖?，便需要在其中加入相?yīng)的引發(fā)劑和交聯(lián)劑。通過(guò)紫外線照射或者熱引發(fā)使其成為具有比較高交聯(lián)度的聚合物。而后，通過(guò)比例適當(dāng)?shù)娜軇?，將模板配合物去除，便能夠形成與原模板配合物完全相同的“空穴”，具備了重新選擇與結(jié)合的作用[2]。當(dāng)前，配位印跡聚合物在制備時(shí)大多采用本體聚合法，而后需要經(jīng)過(guò)比較復(fù)雜的處理過(guò)程，比較耗時(shí)耗力，但是卻具有比較強(qiáng)的選擇性與吸附性。配位印跡聚合物的形態(tài)大多為微球、纖維、膜類的底材，其上修飾了一層配位印跡聚合物。

圖1　配位印跡聚合物制備流程

2　配位印跡聚合物在分析化學(xué)中的具體應(yīng)用

配位印跡聚合物的主要結(jié)構(gòu)中包括中心配位金屬和配體，即目標(biāo)分子兩個(gè)部分，較分子印跡聚合物具有更加良好的適應(yīng)性、選擇性和吸附性。當(dāng)前，配位印跡聚合物使用當(dāng)中所常見的中心金屬離子，基本上為Cu2+、Zn2+、Co2+等過(guò)渡金屬離子[3]。分析化學(xué)當(dāng)中的生物體內(nèi)一般會(huì)存在諸多物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸與糖等，均具有一定配位基，能夠與配位印跡聚合物相結(jié)合進(jìn)行研究。因此可以說(shuō)，配位印跡聚合物在分析化學(xué)中的具體應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

2.1咪唑類物質(zhì)分析領(lǐng)域

經(jīng)過(guò)大量研究顯示，配位印跡聚合物中的過(guò)渡金屬離子Cu2+能夠與二乙酸亞胺合成較為穩(wěn)定的配合物。二乙酸亞胺中含有苯乙烯衍生物，能夠作為一種功能單體，在與將Cu2+作為中心離子的配位印跡聚合物相結(jié)合時(shí)便產(chǎn)生了二咪唑類配位印跡聚合物。為了保證合成二咪唑類配位印跡聚合物的功能單體的具體空腔排布具有較高穩(wěn)定性，一般需要使用采用交聯(lián)劑與功能單體的混合物，比例保證在95:5（摩爾比）。由此，配位印跡聚合物黨總的中心離子方能夠與模板分子形成比較穩(wěn)定的二配位復(fù)合物，配位印跡聚合物的空間結(jié)構(gòu)當(dāng)中方能夠產(chǎn)生相應(yīng)的互補(bǔ)空腔。此外，當(dāng)模板分子為苯并咪唑，功能單體為烯基卟啉鋅時(shí)，其亦能夠合成相應(yīng)的配位印跡聚合物，且具有比較高的特異性吸附能力。在此基礎(chǔ)上，可以利用配位印跡聚合物的柱吸附法，對(duì)含有金屬烯基卟啉鋅的相似模板分子進(jìn)行識(shí)別。

2.2有機(jī)磷類物質(zhì)分析領(lǐng)域

分子印跡具有化學(xué)發(fā)光靈敏性和高選擇性，在二者相互結(jié)合的情況下能夠制備出一種傳感器，主要用于對(duì)神經(jīng)毒氣索曼的水解產(chǎn)物——頻那基甲基磷酸酯進(jìn)行識(shí)別。其中，頻那基甲基磷酸酯在與鑭系元素Eu（Ⅲ）結(jié)合后，通過(guò)激光照射會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)[4]。對(duì)其選擇性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，頻那基甲基磷酸酯的類似物——有機(jī)磷殺蟲劑，并不會(huì)干擾頻那基甲基磷酸酯的分析。將配位印跡聚合物應(yīng)用到有機(jī)磷物質(zhì)分析領(lǐng)域，采用上述方法進(jìn)行頻那基甲基磷酸酯的分析，比較省時(shí)且簡(jiǎn)便，更具有比較強(qiáng)的適用性和較高的靈敏度與選擇度。采用該種方法的主要原因在于，如應(yīng)用分子印跡技術(shù)，則會(huì)由于極溶性劑對(duì)氫鍵以及靜電作用產(chǎn)生影響。但是，在各種溶劑環(huán)境當(dāng)中，配位印跡技術(shù)則比較使用，無(wú)論吸附性或者選擇性均比較強(qiáng)。

2.3羧酸類物質(zhì)分析領(lǐng)域

在有機(jī)磷物質(zhì)分析領(lǐng)域，若4-Vpy為功能單體，（S）-萘普生作為模板分子時(shí)，可以使Co2+作為二者之間相互產(chǎn)生作用的橋梁，以此加強(qiáng)二者之間的自由組裝作用。（S）-萘普生-聚合物能夠?qū)疗丈约坝搀w產(chǎn)生區(qū)分能力，且明顯要優(yōu)于（S）-萘普生分子印跡聚合物。該點(diǎn)充分的說(shuō)明了在配位印跡聚合物當(dāng)中引進(jìn)金屬鈷，能夠有效的提高分子印跡聚合物的特異性吸附能力。此外，若將甲醇作為聚合溶劑，將CuVBIDA作為工鞥單體，則可以制備出相應(yīng)的L-扁桃酸配位印跡聚合物。該配位印跡聚合物能夠成為色譜的固定相，具體應(yīng)用前需要對(duì)其中的甲醇含量、流動(dòng)相的pH值、緩沖溶液的濃度對(duì)整個(gè)配位印跡聚合物的分離能力影響作出考察與分析[5]。另外，分子印跡技術(shù)中具有簡(jiǎn)單小分子印跡的難點(diǎn)。例如，在將4-Vpy作為功能單體時(shí)，雖然可以制備相應(yīng)的甲酸、乙酸、丙酸類分子印跡聚合物，但是卻難以具有比較良好的選擇性。主要原因在于其中加入了Cu2+和吡啶酰胺進(jìn)行作為配位基以后，能夠相應(yīng)的加強(qiáng)酸保留作用。而甲酸—Cu2+—吡啶酰胺聚合物缺少選擇性的主要原因可能在于其甲酸的分子過(guò)小，并不能夠形成配位點(diǎn)，或者乙酸、丙酸的分子過(guò)大，并不能夠快速的進(jìn)行傳質(zhì)等。根據(jù)該特點(diǎn)可以準(zhǔn)確的識(shí)別分子印跡聚合物難以形成印跡位點(diǎn)小分子的情況。

3　結(jié)論

綜上所述，分子印跡聚合物的深入研究與發(fā)展屬于研究的重難點(diǎn)，根據(jù)分子印跡聚合物所研究的配位印跡聚合物，能夠在極性環(huán)境當(dāng)中所應(yīng)用，并且具有比較強(qiáng)的選擇性和抗干擾能力，能夠有效彌補(bǔ)分子印跡聚合物在極性環(huán)境當(dāng)中難以有效發(fā)揮性能的缺點(diǎn)，良好的拓寬了分子印跡聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)前，配位印跡聚合物在分析化學(xué)當(dāng)中，已經(jīng)能夠進(jìn)入到咪唑類物質(zhì)、有機(jī)磷類物質(zhì)、羧酸類物質(zhì)等分析領(lǐng)域當(dāng)中，成為了生命科學(xué)蓬勃發(fā)展不可或缺的技術(shù)支撐，未來(lái)會(huì)在更多領(lǐng)域得以推廣。

[1]王良，于欣平.分子印跡聚合物在分離分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)試劑，2013,12（03）:1 089~1 093.種形式螺桿的組合。

3　結(jié)束語(yǔ)

最后需要提醒的是：盡管螺桿的設(shè)計(jì)對(duì)塑料的擠出非常的重要，但機(jī)筒的設(shè)計(jì)也不容忽視，機(jī)筒結(jié)構(gòu)合理，有利于螺桿的更好發(fā)揮。

［1］ 張麗葉.擠出成型.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2］ 唐頌超.高分子材料成型加工.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2013.

［3］ 朱復(fù)華.擠出理論及應(yīng)用.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001.

［4］ 溫變英.高分子材料成型加工新技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

寧波大學(xué)開發(fā)出聚乙烯制備新方法

寧波大學(xué)開發(fā)出一種聚乙烯生產(chǎn)新方法，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)多孔載體內(nèi)的苯乙烯原位自由基聚合的方法，先將苯乙烯、共聚單體、引發(fā)劑擴(kuò)散進(jìn)入載體后，再引發(fā)聚合。能夠獲得孔道由苯乙烯基共聚物均勻填充的多孔載體，進(jìn)一步負(fù)載催化劑，隨后加熱，將孔到內(nèi)的苯乙烯聚合物交聯(lián)，利用苯乙烯聚合物對(duì)乙烯單體的傳質(zhì)阻力控制、多孔無(wú)機(jī)載體強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度、以及受限孔道內(nèi)苯乙烯基聚合物的溶脹行為，獲得催化劑活性高、半衰期長(zhǎng)且產(chǎn)物堆積密度大于320 g/cm3的聚乙烯產(chǎn)品。

燕豐 供稿

超聲波與引發(fā)劑結(jié)合制備高熔體強(qiáng)度聚乙烯

華東理工大學(xué)采用超聲輻照方法制備了高熔體強(qiáng)度聚乙烯。結(jié)果表明，延長(zhǎng)超聲時(shí)間可以增加雙峰高密度聚乙烯（HDPE）鏈纏結(jié)程度，但導(dǎo)致部分聚乙烯降解，降低了熔體強(qiáng)度。超聲過(guò)程中加入微量自由基引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯有效地提高了雙峰HDPE分子鏈纏結(jié)程度和長(zhǎng)鏈支化結(jié)構(gòu)含量，從而極大提高了雙峰HDPE的熔體強(qiáng)度并保留了HDPE優(yōu)異的力學(xué)性能。

燕豐 供稿

Application progress of coordination imprinted polymers in analytical chemistry

TQ324.22

1009-797X(2016)20-0025-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.20.008

李春蘭（1981-），女，碩士研究生學(xué)歷，研究方向?yàn)榉治龌瘜W(xué)。

2016-09-06