異丙威表面分子印跡材料的制備及其識別特性研究

龔波林等

摘要：將γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅膠表面，然后以異丙威為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為單體，乙二醇二縮水甘油醚（EGDE）為交聯劑，制備了異丙威表面分子印跡材料MIPPMAAMPSSiO2。采用動態與靜態兩種方法研究了該印跡材料對異丙威的結合性能與分子識別特性。結果表明，MIPPMAAMPSSiO2印跡材料對模板分子異丙威具有良好的特異性識別作用，相對于參比物速滅威和甲萘威，印跡材料對異丙威的選擇性系數分別為6.73和8.95。經過Scatchard 模型分析，計算得到兩類結合位點的最大表觀吸附量分別為230 和117 mg/g，印跡聚合物的平衡離解常數Kd分別為1428.6和476.2 mg/L。油菜樣品的加標回收實驗表明，此印跡材料可以對痕量異丙威進行富集分離測定，且可重復使用。

關鍵詞：表面分子印跡技術； 異丙威； 硅膠； 固相萃取

1引言

異丙威是一種氨基甲酸酯類的廣譜殺蟲劑，具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用，廣泛用于防治水稻害蟲。但由于大量不科學地使用也導致人畜中毒現象時有發生[1，2]，因此許多國家和地區對這種農藥在水果蔬菜中的殘留量都制定了嚴格的限量標準。此類農藥的常用分析方法有高效液相色譜法（HPLC）[3]、氣相色譜法（GC）[4]及高效液相色譜質譜聯用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不論采用那種方法，都面臨著一個共同的問題，即樣品去除干擾雜質、痕量待測組分的富集難題。

分子印跡技術（Molecular imprinting technique， MIT）是近年發展起來的一種新的分子識別技術，能夠專一識別、吸附目標分子，完成從復雜底物中分離富集某一特定痕量待測物的目的。因此，常被作為固相萃取填料、固相微萃取涂層或制備成傳感器，用于分離富集復雜樣品中的痕量分析物[7，8]，在農獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染、違規添加劑以及食品內源性成分的分析中均有應用，可極大地提高檢測效率和靈敏度。然而，目前所制得的MIPs識別位點大都在聚合物內部，而聚合物內部存在的擴散阻力會導致印跡分子與識別位點結合效率低和存在印跡分子洗脫困難的問題[9，10]。最近出現的表面印跡聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合過程中，功能單體與印跡分子在乳液界面處結合，形成的結合物就留在反應界面。這樣可以解決其它方法所制備的MIPs印跡分子與識別位點結合困難、結合效率低的問題，可極大提高印跡分子的洗脫率及印跡聚合物的結合容量，縮短結合達到平衡的時間。用該方法制得的印跡聚合物更加精確的達到了分子水平的裁剪，有利于更好地印跡模板分子，得到更高的吸附容量，是一種非常有發展前途的印跡技術[11，12]。Gao等[13]通過表面聚合法制備分子印跡聚合物，以靜態吸附實驗證明對抗蚜威的選擇吸附性，但沒有實際應用。目前，對于異丙威表面分子印跡的研究尚未見文獻報道。

本研究以硅膠為基質，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）對其表面進行改性，然后將α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅膠表面，使成為功能分子刷；飽和吸附模板分子異丙威之后再進行交聯印跡，洗脫除去模板分子后，則在硅膠表面的聚合物薄層中， 留下了大量的印跡空穴，即制備了異丙威表面分子印跡聚合物。深入考察了該印跡材料對異丙威的特異性結合性能，并將該印跡材料填裝成固相萃取柱，對實際樣品進行富集和分離測定，取得了很好的效果。

2實驗部分

2.1儀器與材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司），TU1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），C18反相色譜柱（150 mm × 4.6 mm，美國安捷倫公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博納艾杰爾科技有限公司）， HH2數顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司），旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠），KQ3200E 型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），SHB型循環水式多用真空泵（鄭州長城科工貿有限公司），BS 224S 型電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司），SHZC型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學儀器廠）。

摘要：將γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅膠表面，然后以異丙威為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為單體，乙二醇二縮水甘油醚（EGDE）為交聯劑，制備了異丙威表面分子印跡材料MIPPMAAMPSSiO2。采用動態與靜態兩種方法研究了該印跡材料對異丙威的結合性能與分子識別特性。結果表明，MIPPMAAMPSSiO2印跡材料對模板分子異丙威具有良好的特異性識別作用，相對于參比物速滅威和甲萘威，印跡材料對異丙威的選擇性系數分別為6.73和8.95。經過Scatchard 模型分析，計算得到兩類結合位點的最大表觀吸附量分別為230 和117 mg/g，印跡聚合物的平衡離解常數Kd分別為1428.6和476.2 mg/L。油菜樣品的加標回收實驗表明，此印跡材料可以對痕量異丙威進行富集分離測定，且可重復使用。

關鍵詞：表面分子印跡技術； 異丙威； 硅膠； 固相萃取

1引言

異丙威是一種氨基甲酸酯類的廣譜殺蟲劑，具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用，廣泛用于防治水稻害蟲。但由于大量不科學地使用也導致人畜中毒現象時有發生[1，2]，因此許多國家和地區對這種農藥在水果蔬菜中的殘留量都制定了嚴格的限量標準。此類農藥的常用分析方法有高效液相色譜法（HPLC）[3]、氣相色譜法（GC）[4]及高效液相色譜質譜聯用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不論采用那種方法，都面臨著一個共同的問題，即樣品去除干擾雜質、痕量待測組分的富集難題。

分子印跡技術（Molecular imprinting technique， MIT）是近年發展起來的一種新的分子識別技術，能夠專一識別、吸附目標分子，完成從復雜底物中分離富集某一特定痕量待測物的目的。因此，常被作為固相萃取填料、固相微萃取涂層或制備成傳感器，用于分離富集復雜樣品中的痕量分析物[7，8]，在農獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染、違規添加劑以及食品內源性成分的分析中均有應用，可極大地提高檢測效率和靈敏度。然而，目前所制得的MIPs識別位點大都在聚合物內部，而聚合物內部存在的擴散阻力會導致印跡分子與識別位點結合效率低和存在印跡分子洗脫困難的問題[9，10]。最近出現的表面印跡聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合過程中，功能單體與印跡分子在乳液界面處結合，形成的結合物就留在反應界面。這樣可以解決其它方法所制備的MIPs印跡分子與識別位點結合困難、結合效率低的問題，可極大提高印跡分子的洗脫率及印跡聚合物的結合容量，縮短結合達到平衡的時間。用該方法制得的印跡聚合物更加精確的達到了分子水平的裁剪，有利于更好地印跡模板分子，得到更高的吸附容量，是一種非常有發展前途的印跡技術[11，12]。Gao等[13]通過表面聚合法制備分子印跡聚合物，以靜態吸附實驗證明對抗蚜威的選擇吸附性，但沒有實際應用。目前，對于異丙威表面分子印跡的研究尚未見文獻報道。

本研究以硅膠為基質，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）對其表面進行改性，然后將α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅膠表面，使成為功能分子刷；飽和吸附模板分子異丙威之后再進行交聯印跡，洗脫除去模板分子后，則在硅膠表面的聚合物薄層中， 留下了大量的印跡空穴，即制備了異丙威表面分子印跡聚合物。深入考察了該印跡材料對異丙威的特異性結合性能，并將該印跡材料填裝成固相萃取柱，對實際樣品進行富集和分離測定，取得了很好的效果。

2實驗部分

2.1儀器與材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司），TU1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），C18反相色譜柱（150 mm × 4.6 mm，美國安捷倫公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博納艾杰爾科技有限公司）， HH2數顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司），旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠），KQ3200E 型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），SHB型循環水式多用真空泵（鄭州長城科工貿有限公司），BS 224S 型電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司），SHZC型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學儀器廠）。

摘要：將γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅膠表面，然后以異丙威為模板分子，甲基丙烯酸（MAA）為單體，乙二醇二縮水甘油醚（EGDE）為交聯劑，制備了異丙威表面分子印跡材料MIPPMAAMPSSiO2。采用動態與靜態兩種方法研究了該印跡材料對異丙威的結合性能與分子識別特性。結果表明，MIPPMAAMPSSiO2印跡材料對模板分子異丙威具有良好的特異性識別作用，相對于參比物速滅威和甲萘威，印跡材料對異丙威的選擇性系數分別為6.73和8.95。經過Scatchard 模型分析，計算得到兩類結合位點的最大表觀吸附量分別為230 和117 mg/g，印跡聚合物的平衡離解常數Kd分別為1428.6和476.2 mg/L。油菜樣品的加標回收實驗表明，此印跡材料可以對痕量異丙威進行富集分離測定，且可重復使用。

關鍵詞：表面分子印跡技術； 異丙威； 硅膠； 固相萃取

1引言

異丙威是一種氨基甲酸酯類的廣譜殺蟲劑，具有胃毒、觸殺和熏蒸等作用，廣泛用于防治水稻害蟲。但由于大量不科學地使用也導致人畜中毒現象時有發生[1，2]，因此許多國家和地區對這種農藥在水果蔬菜中的殘留量都制定了嚴格的限量標準。此類農藥的常用分析方法有高效液相色譜法（HPLC）[3]、氣相色譜法（GC）[4]及高效液相色譜質譜聯用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不論采用那種方法，都面臨著一個共同的問題，即樣品去除干擾雜質、痕量待測組分的富集難題。

分子印跡技術（Molecular imprinting technique， MIT）是近年發展起來的一種新的分子識別技術，能夠專一識別、吸附目標分子，完成從復雜底物中分離富集某一特定痕量待測物的目的。因此，常被作為固相萃取填料、固相微萃取涂層或制備成傳感器，用于分離富集復雜樣品中的痕量分析物[7，8]，在農獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染、違規添加劑以及食品內源性成分的分析中均有應用，可極大地提高檢測效率和靈敏度。然而，目前所制得的MIPs識別位點大都在聚合物內部，而聚合物內部存在的擴散阻力會導致印跡分子與識別位點結合效率低和存在印跡分子洗脫困難的問題[9，10]。最近出現的表面印跡聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合過程中，功能單體與印跡分子在乳液界面處結合，形成的結合物就留在反應界面。這樣可以解決其它方法所制備的MIPs印跡分子與識別位點結合困難、結合效率低的問題，可極大提高印跡分子的洗脫率及印跡聚合物的結合容量，縮短結合達到平衡的時間。用該方法制得的印跡聚合物更加精確的達到了分子水平的裁剪，有利于更好地印跡模板分子，得到更高的吸附容量，是一種非常有發展前途的印跡技術[11，12]。Gao等[13]通過表面聚合法制備分子印跡聚合物，以靜態吸附實驗證明對抗蚜威的選擇吸附性，但沒有實際應用。目前，對于異丙威表面分子印跡的研究尚未見文獻報道。

本研究以硅膠為基質，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）對其表面進行改性，然后將α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅膠表面，使成為功能分子刷；飽和吸附模板分子異丙威之后再進行交聯印跡，洗脫除去模板分子后，則在硅膠表面的聚合物薄層中， 留下了大量的印跡空穴，即制備了異丙威表面分子印跡聚合物。深入考察了該印跡材料對異丙威的特異性結合性能，并將該印跡材料填裝成固相萃取柱，對實際樣品進行富集和分離測定，取得了很好的效果。

2實驗部分

2.1儀器與材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津公司），TU1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），C18反相色譜柱（150 mm × 4.6 mm，美國安捷倫公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博納艾杰爾科技有限公司）， HH2數顯恒溫水浴鍋（常州國華電器有限公司），旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠），KQ3200E 型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），SHB型循環水式多用真空泵（鄭州長城科工貿有限公司），BS 224S 型電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司），SHZC型水浴恒溫振蕩器（上海浦東物理光學儀器廠）。