抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法
2023-10-07 23:55:09 2
專利名稱：抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種生化技術領域的的製備方法，具體涉及一種抗蚜威分子印跡 聚合物(molecularly imprinted polymer, MIP)的製備方法。
背景技術：
抗蚜威，能防治對有機磷殺蟲劑產生抗性的、除棉蚜蟲外的所有蚜蟲，常用於蔬菜 中蚜蟲的防治。氨基甲酸酯類農藥毒作用機理主要是抑制膽鹼酯酶活性，使酶活性中心絲 氨酸的羥基被氨基甲醯化，因而失去酶對乙醯膽鹼的水解能力。由於抗蚜威的超限量和超 範圍使用，使得因此而引發的對環境和食品安全的壓力變得日益突出。世界各國對氨基甲 酸酯類農藥的使用和殘留都做了嚴格的規定並制定了相應的標準，其中我國對無公害蔬菜 中抗蚜威的限量標準為1. Omg/kg。檢測抗蚜威方法中的分子印跡技術是一種基於分子識別 基礎上的聚合物製備技術，該聚合物在合成時採用目的分子或類似物作為模板，合成後將 模板洗脫，聚合物保留了和目的分子互補的空間結構和基團，具有「記憶」功能，可特異的和 模板分子作用，並通過相應的方式洗脫，以達到純化和富集目的分子的作用。分子印跡聚合 物具有抵抗酸鹼等惡劣環境的優點，可重複使用，具有廣泛的應用前景。分子印跡技術是近年來基於分子識別理論而迅速發展起來的一個新的研究領域， 分子印跡聚合物能夠特異性地與模板分子發生作用，並且可以通過相應的方法洗脫，從而 達到純化和富集目的分子的作用。由於分子印跡聚合無具有化學性質穩定、製備相對簡單、 可重複使用，所以應用領域越來越廣泛。如果利用分子印跡技術製備對抗蚜威分子印跡聚 合物，並且利用分子印跡聚合物製備分子印跡_固相萃取柱(MIP-SPE)，那麼利用MIP-SPE 預處理技術能夠快速、高選擇性地從複雜的果蔬樣品中萃取抗蚜威。由於萃取過程較少使 用有機溶劑，因此具有環境友好的特點。經現有技術文獻的檢索發現，Fung等在《Analytica Chimica Acta》2006，576， 67—76 上發 @ 白勺文章 「Piezoelectric quartz crystal sensor for rapid analysis of pirimicarb residues using molecularly imprinted polymers as recognition elements」(採用分子印跡聚合物作為識別材料的壓電石英晶體傳感器用於快速檢測 抗蚜威殘留)中合成了抗蚜威分子印跡聚合物；Pingarr6n等在《Analytica Chimica Acta》2002，451，297-304 上發表的文章 「Molecularlyimprinted polymers for on-line preconcentration by solid phase extraction of pirimicarb inwater samples，，(使 用分子印跡聚合物固相萃取的方法在線富集水中的抗蚜威)中也合成了抗蚜威分子印 跡聚合物；但這兩篇論文所採用的聚合方法為原位聚合法，存在將結合在聚合物上的抗 蚜威洗脫困難的問題。Gao等在其論文《Polymer》2008，49，1230 1238上發表的文章 "Molecular imprinted material prepared by novel surface imprinting technique for selectiveadsorption of pirimicarb」(新穎的表面聚合技術製備對抗蚜威具有選擇 性吸附作用的分子印跡聚合物)中採用表面接枝的方法合成了抗蚜威分子印跡聚合物，但 是該文章只是停留在聚合物物理特徵和吸附性能的評價階段。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種抗蚜威分子印跡聚合物的制 備方法，本發明所製備的分子印跡聚合物對氨基甲酸酯類農藥抗蚜威具有特異性結合作 用，可以選擇性地結合抗蚜威從而實現對抗蚜威的濃縮、淨化，本發明同時去除食品中雜質 的影響，提高了現有檢測方法的檢測靈敏度。本發明是通過以下技術方案實現的本發明包括步驟如下(1)將模板分子抗蚜威、功能單體三氟甲基丙烯酸(TFMAA)和交聯劑乙二醇二甲 基丙烯酸酯(EDMA)，按模板分子功能單體交聯劑摩爾比=1:4: 20，混合溶解在制 孔劑中，加入引發劑；(2)氮氣保護後，進行水浴保溫反應；(3)通過索氏萃取，除去模板分子；(4)將除去模板分子的聚合物60°C乾燥過夜，獲得抗蚜威的分子印跡聚合物。當模板分子為0. 2mol時，制孔劑的體積為20ml。所述的制孔劑為庚烷。所述的引發劑為矽膠表面偶氮引發劑4，4』 _偶氮-二(4-氰基戊酸)_矽膠 (ACPA-矽膠)，製備聚合物的方法為表面接枝聚合法。所述的氮氣保護為充入氮氣5-10分鐘，在氮氣保護下將安培瓶封口。所述的水浴保溫反應是指65°C 70°C水浴保溫反應20 30小時。所述的索氏萃取，時間為12小時。所述的索氏萃取，萃取劑為甲醇-水-乙酸混合液(7 2 1，V/V/V)。所述的索氏萃取，其條件為萃取3次，每次4小時，最後用純甲醇洗至1 2次，除 去剩餘的乙酸。本發明製備的分子印跡聚合物對抗蚜威具有特異性吸附作用，通過實驗測得該聚 合物的最大吸附量為每克聚合物理論上吸附35. 34毫克抗蚜威。製備的抗蚜威分子印跡聚 合物可以作為固相萃取的填料，可以用於固相萃取的固定相，直接用於對抗蚜威的分離和 富集，同時也可以開發成色譜填料，用於痕量抗蚜威的檢測。本發明有效地淨化基質，高效 富集抗蚜威，結合已有檢測方法(HPLC等)，顯著提高抗蚜威檢測靈敏度和檢測效率，具有 較大的推廣應用價值。
圖1本發明製得的分子印跡聚合物的吸附等溫線示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本方明的保護範圍不限於下述的實施 例。下面實施例中，未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件，例如……中所述的 條件，或按照製造廠商所建議的條件。
下面實施例中所用的引發劑4，4』_偶氮-二(4-氰基戊酸)_矽膠(ACPA-矽膠) 按照高保嬌等的論文《接枝微粒PMAA/Si02在水介質中對殺蟲劑抗蚜威的吸附機理》(物理 化學學報，2007，23 (12) 1905-1911)所述方法製備，所使用的試劑均為分析純。實施例1將抗蚜威0. 2mmol, TFMAA 0. 8mmol, EDMA 4mmol混合，溶解於20mL庚烷中，室溫靜 置2小時後，加入引發劑ACPA-矽膠0. 08mmol。將以上混合液置於安培瓶中，超生振動除氣10分鐘。將除氣後的體系，通氮氣除 氧5分鐘。在氮氣保護下迅速封口。65°C水浴保溫反應30小時。得到反應產物。反應結束後，通過索氏萃取12小時，除去模板分子。萃取的試劑為150ml甲 醇-水-乙酸混合液(7 2 1，V/V/V)。最後用甲醇洗殘留的乙酸至中性。將除去模板 分子的聚合物60°C乾燥過夜，獲得抗蚜威的分子印跡聚合物。經實驗測定，本實施例所製備的分子印跡聚合物對抗蚜威的理論吸附量，如圖1所示。實施例2將抗蚜威0. 2mmol, TFMAA 0. 8mmol, EDMA 4mmol混合，溶解於20mL庚烷中，室溫靜 置2小時後，加入引發劑ACPA-矽膠0. 08mmol。將以上混合液置於安培瓶中，超生振動除氣5分鐘。將除氣後的體系，通氮氣除氧 10分鐘。在氮氣保護下迅速封口。70°C水浴保溫反應20小時。得到反應產物。反應結束後，通過索氏萃取12小時，除去模板分子。萃取的試劑為150ml甲 醇-水-乙酸混合液(7 2 1，V/V/V)。最後用甲醇洗殘留的乙酸至中性。將除去模板 分子的聚合物60°C乾燥過夜，獲得抗蚜威的分子印跡聚合物。經實驗測定，本實施例所製備的分子印跡聚合物對抗蚜威吸附量，如圖1所示。將MIP與30ml 不同濃度的抗蚜威溶液混合於錐形瓶中，橡皮塞封口，37°C搖6h，離心後經HPLC測定上清 液中抗蚜威濃度。
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「IIIQe——MIP對抗蚜威的平衡吸附量(mg/g)C0——抗蚜威溶液初始濃度(mg/ml)Ce——抗蚜威平衡濃度(mg/ml)m——MIP 質量(g)V——抗蚜威溶液體積(1)以Ce為橫坐標、Qe為縱坐標繪製吸附等溫線。如圖1所示，該聚合物的最大吸附量為每克聚合物吸附約35毫克抗蚜威。
權利要求
一種抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於，包括步驟如下(1)將模板分子抗蚜威、功能單體三氟甲基丙烯酸(TFMAA)和交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，按模板分子∶功能單體∶交聯劑摩爾比＝1∶4∶20，混合溶解在制孔劑中，加入引發劑；(2)氮氣保護後，進行水浴保溫反應；(3)通過索氏萃取，除去模板分子；(4)將除去模板分子的聚合物60℃乾燥過夜，獲得抗蚜威的分子印跡聚合物。
2.根據權利要求1所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，當所述的模 板分子為0. 2mol時，制孔劑的體積為20ml。
3.根據權利要求1或者2所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的 制孔劑為庚烷。
4.根據權利要求1所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的引發 劑為矽膠表面偶氮引發劑4，4』 -偶氮-二(4-氰基戊酸)-矽膠(ACPA-矽膠)，製備聚合 物的方法為表面接枝聚合法。
5.根據權利要求1所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的氮氣 保護為充入氮氣5-10分鐘，在氮氣保護下將安培瓶封口。
6.根據權利要求1所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的水浴 保溫反應是指65°C 70°C水浴保溫反應20 30小時。
7.根據權利要求1所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的索氏 萃取，其條件為萃取3次，每次4小時，最後用純甲醇洗至1 2次，除去剩餘的乙酸。
8.根據權利要求1或者7所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的 索氏萃取，萃取劑為甲醇-水-乙酸混合液。
9.根據權利要求8所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述的甲 醇-水-乙酸混合液，其三者體積百分比為7 2 1
10.根據權利要求1或者7所述的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法，其特徵是，所述 的索氏萃取，時間為12小時。
全文摘要
一種生化技術領域的抗蚜威分子印跡聚合物的製備方法。將模板分子抗蚜威、功能單體三氟甲基丙烯酸(TFMAA)和交聯劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，按模板分子∶功能單體∶交聯劑摩爾比＝1∶4∶20，混合溶解在制孔劑中，加入引發劑；氮氣保護後，進行水浴保溫反應；通過索氏萃取，除去模板分子；將除去模板分子的聚合物60℃乾燥過夜，獲得抗蚜威的分子印跡聚合物。本發明有效地淨化基質，高效富集抗蚜威，結合已有檢測方法(HPLC等)，顯著提高抗蚜威檢測靈敏度和檢測效率。
文檔編號C08F292/00GK101891869SQ201010246150
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者唐波, 孫向軍, 陳秋宇 申請人:上海交通大學