三聚氰胺分子印跡聚合物的制備微球及其在固相萃取中的應(yīng)用開題報告

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1、開題報告三聚氰胺分子印跡聚合物的制備微球及其在固相萃取中的應(yīng)用一、選題的背景、意義2007年美國寵物食品污染事件和2008年震驚全國的三鹿奶粉事件使三聚氰胺為人們所熟知，三聚氰胺(Melamine)簡稱二胺、蜜胺、氰尿酰胺，其分子式為C3H6N6，化學(xué)名為2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪，是一種以尿素為原料生產(chǎn)的氮雜環(huán)有機(jī)化合物，常溫下為白色單斜晶體，沒有顯著異味。目前主要用于木材加工、塑料、涂料、造紙、粘合劑、紡織、皮革、電器、醫(yī)藥、阻燃劑等生產(chǎn)過程中。由于含N量很高(66%)，三聚氰胺被不法分子廣泛添加到飼料中用以

2、“增加”產(chǎn)品的表觀蛋白質(zhì)含量，臨床調(diào)查發(fā)現(xiàn)，三聚氰胺對人體的影響是有可能在泌尿系統(tǒng)形成泥沙樣結(jié)晶或結(jié)石。如果攝入的三聚氰胺量大、時間長，可能會在泌尿系統(tǒng)如膀胱和腎臟形成泥沙樣結(jié)晶或結(jié)石。由于嬰幼兒生理結(jié)構(gòu)和飲食結(jié)構(gòu)與成人明顯不同，含三聚氰胺的奶粉對不同人群健康的影響也不同。嬰幼兒比較容易引起泌尿系統(tǒng)結(jié)石，而成人攝入三聚氰胺引起泌尿系統(tǒng)結(jié)石的可能性很小。三聚氰胺的傳統(tǒng)檢測方法有高效液相色譜法(HPLC)[1,2]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(LCMS/MS)[3,4]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)[5]、高效毛細(xì)管電泳法[6

3、,7]等，檢測基質(zhì)主要為動物飼料、植物源性蛋白、動植物體、食品等。分子印跡聚合物(MIPs)是一種具有分子識別能力的新型高分子材料，由于它具有預(yù)定性、專一性和實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)，因此在色譜分離、抗體摸擬、固相萃取、生物傳感器及模擬酶催化等諸多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。以分子印跡聚合物作為固相萃取的填料，即分子印跡-固相萃取法有著廣泛的應(yīng)用前景[8]。與固相萃取過程相似，分子印跡萃取過程也分柱的預(yù)處理、上樣、淋洗除雜、洗脫四部分完成。加樣后，印跡分子通過空間立體結(jié)合作用與結(jié)合空穴，充分地被吸附在填料上。同時，由于印跡聚合物的非特異性

4、吸附，部分結(jié)構(gòu)類似物也被吸附在填料上面。在淋洗除雜階段，選擇合適的淋洗溶劑，把結(jié)構(gòu)相似物先洗脫下來，而印跡分子被保留。最后，選用強(qiáng)極性的溶劑把印跡分子洗脫下來，從而達(dá)到分離和純化分析物目的。采用印跡聚合物作為萃取填料來進(jìn)行固相萃取使問題得到了簡化。具有選擇性分子識別能力的分子印跡聚合物作為新的吸附材料，它不但能夠具有高度的選擇性、親和性，更重要的是可以事先決定其選擇性；聚合物簡單、快速、大大縮短了試樣預(yù)處理時間；減少了有機(jī)溶劑的大量使用，符合綠色化學(xué)的原則；容易與其他技術(shù)一起聯(lián)用，可實(shí)現(xiàn)自動化在線分析。MIPs-SPE柱可

5、以抵抗一定機(jī)械壓力、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等惡劣環(huán)境，在室溫下可保存數(shù)年且識別能力無明顯下降，因此相對常規(guī)的固相萃取柱具有非常明顯的優(yōu)勢。Zeng[9]等人和Yang[10]等人都采用本體聚合法制備得到三聚氰胺分子印跡聚合物，并作為固相萃取填料應(yīng)用于奶制品中三聚氰胺分析。由于采用本體聚合法是先制得大塊聚合物，然后再經(jīng)過粉碎、研磨、篩分，反復(fù)沉降最后得到一定粒徑的固體粉末材料，過程比較繁瑣，得率偏低。而在許多應(yīng)用中(如固相萃取吸附劑)，對分子印跡聚合物微球的粒徑單分散性要求并不高，再采用上述復(fù)雜的制備方法便不太適合。相比之下，懸浮

6、聚合法具有制備簡單、周期較短等優(yōu)點(diǎn)，且聚合過程在水介質(zhì)中進(jìn)行，能夠滿足水溶性分子的印跡要求。二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)1972年德國的Wulff[11]小組首次報道成功制備出分子印跡聚合物。但在發(fā)展前期主要是以硅膠作為基材，且研究及應(yīng)用研究方面。由于MIPs帶有許多固定形狀和大小的孔穴，孔穴內(nèi)通常帶有確定排列的功能基團(tuán)，又由于其為微球狀，比表面積增大，使得它的應(yīng)用效率大大增加。因此MIPs具有與天然抗體同樣的識別性能和與高分子同樣的抗腐蝕性能的雙重優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于生物工程、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、食品工業(yè)等領(lǐng)域。目前主要

7、從事這項(xiàng)研究工作的國家有瑞典、日本、德國、美國、英國、中國等十多個國家。分子印跡技術(shù)其特殊的制備過程決定它與生俱來的一個優(yōu)勢就在于，所得到的印跡聚合物具有高度立體異構(gòu)預(yù)定選擇性的識別位點(diǎn)和空穴，實(shí)現(xiàn)對特定被分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)類似物的選擇性識別作用。近來，它作為一種固相萃取吸附劑用于復(fù)雜體系(如血漿、食品)中樣品分析前的預(yù)富集和純化，這正獲得人們越來越多的關(guān)注。Sellergren等[12]首次報道了MIPs材料用于SPE，研究結(jié)果表明將MIPs應(yīng)用于固相萃取中萃取材料，選擇性較高且?guī)缀醪淮嬖陔s質(zhì)干擾。此后，分子印跡固相萃取逐漸成

8、為固相萃取研究的熱點(diǎn)[13]。高會云[14]等利用分子印跡聚合物-固相萃取-高效液相色譜法測定地表水中的莠去津；彭暢[15]等制備了識別三唑類農(nóng)藥的片段印跡聚合物并將其應(yīng)用在固相萃取中；張華斌[16]等制備了納米管表面綠原酸印跡固相萃取材料并將其應(yīng)用在金銀花提取液中綠原酸的測定。三、課題的研究內(nèi)容及擬采