一種苯並芘分子印跡高分子微球的製備方法與流程

2023-10-25 14:52:37 5

本發明涉及一種苯並芘分子印跡高分子微球的製備方法，屬於高分子材料合成技術領域。

背景技術：

食品安全是一個世界性的問題，「病從口入」就是指食入汙染的食品所導致的疾病，該類疾病稱為「食源性疾病」，目前其發病率已上升至各種疾病總發病率的第二位，而苯並芘汙染最為常見和廣泛，因其早期就被公認為一種嚴重的制癌物質，其是一種由5個苯環構成的多環芳烴，其分子式C20H12，分子量為252.30，常溫下為淡黃色針狀晶體。其常見種類有1，2-苯並芘、3，4-苯並芘等，主要存在天然氣、汽車尾氣、燻制食品以及菸草之中，由於其含有多環芳烴，導致其具有強烈的制癌性。尤其是食用燻烤食品、油炸食品中苯並芘含量較高，可高達50微克每公斤。

目前，我國對苯並芘的限量標準為：空氣品質(室內外)日平均濃度O.Olμg/m3以下；生活飲用水水質標準為O.01μg/L以下；肉製品、糧食的食品衛生標準為5μg/kg以下，植物物油為lOμg/kg以下，燻烤動物性食品為5μg/kg以下。

為了嚴格把好食品安全質量關，必須細緻作好檢測工作，並提高苯並芘汙染殘留檢測技術。在檢測項目方面，應有針對性和重點性，重點不可偏離人們日常食用的食品：糧食、水果、肉類、奶類及其製品，蛋類、魚類、果汁飲料類、植物油。目前，世界各國除了將國外已有且先進的實驗室檢測技術引入，使之適應本國國情外，還應建立一批本國監督執法中迫切需要的快速檢測方法，大力展多殘留系統檢測方法和快速篩選方法的研究，研製重要的檢測設備和檢測試劑盒，苯並芘檢測分析技術是當今食品安全和環境科學領域前沿技術，各國已建立起強大的苯並芘檢測分析體系，並應達到國際分析質量保證考核目標。

分子印跡技術是以目標分子為模板分子，採用化學方法合成具有特異分子識別功能的高分子聚合物的一種技術。由於合成的聚合物對目標物具有預定的選擇性，高度的特異性等優點。使這類分子印跡材料在色譜填料、固相萃取填料、藥物傳遞、食品檢測和生物傳感器等領域得到廣泛應用。隨著對目標物及其類似物的高通量、多殘留檢測分析技術需求的快速發展，合成具有類特性分子印跡聚合物及其產品研究逐漸成為分子印跡技術應用的新方向。

技術實現要素：

本發明提供了一種苯並芘分子印跡高分子微球的製備方法，該方法製備的苯並芘高分子微球通過分子印跡技術可以快速吸附苯並芘。

本發明的技術方案如下：

一種苯並芘分子印跡高分子微球的製備方法，其包括如下步驟：

(1)將穩定劑和水加入至一攪拌釜中，然後加入單體，攪拌、乳化、形成均一的單體懸浮液；

(2)將穩定劑和水溶液加入至一攪拌釜中，加入引發劑，攪拌、乳化、形成引發劑懸浮液；

(3)將穩定劑和水溶液加入至一攪拌釜中，加入苯並芘，攪拌，乳化，形成苯並芘懸浮液；

(4)將穩定劑和水溶液加入至一聚合釜中，然後加入聚合物種子，攪拌、乳化，形成均一的聚合物種子懸浮液；

(5)將上述步驟(1)中的製備好的單體懸浮液、步驟(2)製備好的引發劑懸浮液、和步驟(3)製備好的苯並芘懸浮液分別加入到步驟(4)中製備好的聚合物種子懸浮液中，在60～90℃下聚合1～3小時；聚合完成後形成均一粒徑的苯並芘高分子複合微球；

(6)除掉上述苯並芘模板分子，得到苯並芘分子印跡高分子微球。

進一步地，所述單體為苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯與二乙烯基苯所形成的混合物。

進一步地，所述聚合物種子選自苯乙烯均聚物或共聚物或苯乙烯-二乙基苯共聚物。

進一步地，所述穩定劑是一種或一種以上的表面活性劑組成；所述表面活性劑優選為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素或至少兩種的混合物。

進一步地，所述引發劑為過氧化苯甲醯。

進一步地，步驟(4)的反應溫度為85℃。

進一步地，步驟(4)的反應時間為2小時。

本發明所達到的有益效果：

通過上述方法製備得到的苯並芘分子印跡高分子微球具有微球粒徑無一均一，結構均一、化學穩定性好、選擇性高、回收率高、易於放大工業化。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

實施例1

(1)在10L的反應釜，先將2L水用大燒杯加入至反應釜中，然後將聚乙烯醇5g加到水中，開啟攪拌，大約5分鐘後停止攪拌，加入1KG苯乙烯和150g二乙烯苯單體，再次開啟攪拌200轉/分鐘，充分乳化分散、形成均一的單體懸浮液；

(2)在磁力攪拌機上放置一500ml的燒瓶，將攪拌子置入燒瓶中，然後加入300ml水和2g聚乙烯醇攪拌後，加入5g過氧化苯甲醯，攪拌30分鐘，形成均一分散好的引發劑懸液，並將該懸浮液分次轉移至滴液漏鬥中；

(3)在一2L反應燒瓶中，加入500ml水，加入1g聚乙烯醇，加入苯並芘150g，攪拌，乳化，形成苯並芘懸浮液；

(4)在另一10L的反應釜中，先將1L水用大燒杯加入至反應釜中，加入2g聚乙烯醇，攪拌3分鐘，然後將聚苯乙烯種子65g加入到反應釜中，開啟攪拌30分鐘，使之形成均一的聚苯乙烯種子懸浮液。

(5)將上述步驟(1)中的製備好的單體懸浮液、步驟(2)製備好的引發劑懸浮液和步驟(3)苯並芘懸分別加入到步驟(4)中製備好的聚合物種子懸浮液中，在70℃下聚合2小時；

聚合完成後,通過冷卻，經離心分離、洗滌、烘乾形成均一粒徑的苯並芘高分子微球；

(6)用能夠溶解掉苯並芘的溶劑，如乙醇，丙酮和水充分進行洗滌，將苯並芘除掉後，就得到含有苯並芘分子印跡高分子微球。

實施例2

(1)在100L的反應釜，先將20L水用大燒杯分次加入至反應釜中，然後將聚乙烯醇15g加到水中，開啟攪拌，大約5分鐘後停止攪拌，加入10KG苯乙烯和1.50kg二乙烯苯單體，再次開啟攪拌150轉/分鐘，充分乳化分散、形成均一的單體懸浮液；

(2)在磁力攪拌機上放置一5L的燒瓶，將攪拌子置入燒瓶中，然後加入3L水和10g聚乙烯醇攪拌後，加入50g過氧化苯甲醯，攪拌30分鐘，形成均一分散好的引發劑懸液，並將該懸浮液分次轉移至滴液漏鬥中；

(3)在一10L反應燒瓶中，加入3L水，加入5g聚乙烯醇，加入苯並芘1.50kg，攪拌，乳化，形成苯並芘懸浮液；

(4)在另一100L的反應釜中，先將10L水用大燒杯分次加入至反應釜中，加入10g聚乙烯醇，攪拌10分鐘，然後將聚苯乙烯種子650g加入到反應釜中，開啟攪拌30分鐘，使之形成均一的聚苯乙烯種子懸浮液。

(5)將上述步驟(1)中的製備好的單體懸浮液、步驟(2)製備好的引發劑懸浮液和步驟(3)製備好的苯並芘懸浮液分別加入到步驟(3)中製備好的聚合物種子懸浮液中，在90℃下聚合3小時；聚合完成後,通過冷卻，經離心分離、洗滌、烘乾形成均一粒徑的苯並芘高分子微球；

(6)用能夠溶解掉苯並芘的溶劑，如乙醇，丙酮和水充分進行洗滌，將苯並芘除掉後，就得到含有苯並芘分子印跡高分子微球。

實施例3

(1)在1L的反應釜，先將500ml水用大燒杯加入至反應釜中，然後將聚乙烯醇2g加到水中，開啟攪拌，大約5分鐘後停止攪拌，加入80g苯乙烯和10g二乙烯苯單體，再次開啟攪拌150轉/分鐘，充分乳化分散、形成均一的單體懸浮液；

(2)在磁力攪拌機上放置一250ml的燒瓶，將攪拌子置入燒瓶中，然後加入100ml水和1g聚乙烯醇攪拌後，加入3g過氧化苯甲醯，攪拌30分鐘，形成均一分散好的引發劑懸液，並將該懸浮液分次轉移至滴液漏鬥中；

(3)在一500ml反應燒瓶中，加入200ml水，加入1g聚乙烯醇，加入苯並芘30g，攪拌，乳化，形成苯並芘懸浮液；

(4)在另一2L的反應瓶中，先將500ml水用大燒杯加入至反應瓶中，加入1g聚乙烯醇，攪拌1分鐘，然後將聚苯乙烯種子5g加入到反應釜中，開啟攪拌30分鐘，使之形成均一的聚苯乙烯種子懸浮液。

(5)將上述步驟(1)中的製備好的單體懸浮液、步驟(2)製備好的引發劑懸浮液和步驟(3)中苯並芘懸浮液分別加入到步驟(3)中製備好的聚合物種子懸浮液中，在85℃下聚合1.5小時；聚合完成後,通過冷卻，經離心分離、洗滌、烘乾形成均一粒徑的苯並芘高分子微球；

(6)用能夠溶解掉苯並芘的溶劑，如乙醇，丙酮和水充分進行洗滌，將苯並芘除掉後，就得到含有苯並芘分子印跡高分子微球。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護範圍。