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分子印迹聚合物的制备及其分子识别性能的研究

作　者: 刘小育
导　师: 康敬万；卢小泉
学　校: 西北师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 分子印迹技术分子印迹聚合物热聚合分子印迹电聚合膜电化学传感器模板分子 2,4-二氯苯氧乙酸槲皮素
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

分子印迹技术是制备对特定目标分子（也称模板分子）具有特异预定选择性的高分子化合物。分子印迹聚合物以其具有模拟天然受体的分子识别能力,越来越成为一类重要的人工合成材料。分子印迹聚合物的制备一般要通过三个步骤:1、印迹分子（目标分子）的功能基与功能单体在适当溶剂中通过共价或非共价键作用结合,形成复合物。2、加入交联剂,引发聚合成高交联的聚合物。3、将聚合物中的模板分子抽提出来,在聚合物中就形成了能够识别模板分子的结合位点。这种印迹聚合物可作为液相色谱的固定相、选择性催化剂、化学传感器的传感元件和固相萃取剂等,在临床药物分析中也有广泛的应用。目前有许多方法应用于实验室研究分子印迹聚合物的制备及分子印迹技术的应用,基于上述事实和观点,本论文首先对近年来人们关于分子印迹技术的研究进行了概述和总结,然后用热聚合方法制备了2,4-二氯苯氧乙酸分子印迹聚合物并研究了它的识别特性,接着用热聚合和电化学聚合两种不同的方法制备了槲皮素印迹聚合物,并分别考察了两种印迹聚合物的性能。具体内容主要由以下四部分组成:第一部分:综述主要综述了:1.分子印迹技术的基本原理①预组织法②自组装法;2.分子印迹聚合物的制备;3.分子印迹技术的应用①在色谱分析方面的应用②分子印迹模拟传感器③固相萃取④抗体与受体模拟物及模拟酶;并且综述了分子印迹技术的现存问题和发展趋势,确立了立题依据。第二部分:2,4-二氯苯氧乙酸分子印迹聚合物的制备及识别特性2,4-二氯苯氧乙酸（简称2,4-D）是一类常用的农田除草剂,有很强的生物活性,可以杀死多种害虫。其毒性较小,但仍对人畜有一定的毒副作用,且能在土壤、环境水、果实中残留。因此,作为一种环境污染物,研究检测残留在环境中的微量2,4-二氯苯氧乙酸具有十分重要的意义。传统的检测方法主要有气相色谱法和薄层色谱法。但这些方法或者操作繁琐费时,或者结果重现性差,而用分子印迹方法克服了这些缺点。本部分是以2,4-二氯苯氧乙酸为模板分子,α-甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂和乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂,制备了有特异性识别2,4-D功能的分子印迹聚合物。采用紫外-可见分光光度法对印迹聚合物的吸附性能进行了研究,并用高效液相色谱法（HPLC）对印迹聚合物的选择性进行考察。用Scatchard法分析表明,该分子印迹聚合物通过氢键作用力结合,对2,4-D的最大表观吸附量Q_max为69.7μmol·g^-1,平衡离解常数K_d为9.96×10^-3mol·L^-1。HPLC实验表明,与2,4-D结构类似的分子相比,印迹聚合物对2,4-D显示了很好的选择性。第三部分:槲皮素印迹聚合物的合成与性能研究槲皮素是植物界分布最广泛的黄酮类化合物之一。槲皮素具有抗炎、抗过敏、降血压、抗心律失常、抗血小板凝聚、抗氧化、抗肿瘤等广泛的药理作用。近十几年来,分子印迹技术因其特异的识别功能引起了国内外的广泛兴趣。据我们所知,槲皮素的检测、提取方法已经很多,但用分子印迹方法检测槲皮素的文献却少有报道。在这部分我们是以槲皮素为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,偶氮二异丁腈为引发剂和乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,制备了有特异性识别槲皮素功能的分子印迹聚合物。采用紫外-可见分光光度法对印迹聚合物的吸附性能进行了研究,结果表明印迹聚合物吸附能力高于非印迹聚合物。并用电化学方法对印迹聚合物的选择性进行考察。电化学实验表明,与槲皮素结构类似的分子相比,印迹聚合物对槲皮素显示了很好的选择性。第四部分:槲皮素分子印迹电聚合膜的制备及检测黄酮类化合物具有降血压,降血脂的药理作用。据我们所知,槲皮素的监测、提取方法已经很多,但是通过电聚合方法来制备、检测槲皮素印迹聚合物的方法还未有报道。这部分内容中,我们以邻苯二胺作为电聚合单体,在模板分子槲皮素的存在下,在玻碳电极表面制备了槲皮素电化学电流型传感器,并详细研究了其最佳制备条件。用循环伏安法和交流阻抗技术对该印迹膜进行了表征。并结合差示脉冲伏安法对印迹效应进行了表征,当加入分析物时,响应电流改变。可检测到的槲皮素最大浓度可达2×10^-3mol/L,检测下限为5×10^-5mol/L。该法简单且所制备的电极稳定性较好。

全文目录

摘要  7-10
Abstract  10-14
第一章绪论  14-34
  1.1 分子印迹技术简介  14-15
  1.2 分子印迹技术的基本原理  15-18
    1.2.1 预组织法  16
    1.2.2 自组装法  16-17
    1.2.3 其它方法  17-18
  1.3 分子印迹聚合物的制备  18-23
    1.3.1 分子印迹聚合物制备过程  18-19
    1.3.2 封管聚合法  19-20
    1.3.3 球形分子印迹聚合物的制备方法  20-22
    1.3.4 分子印迹膜的制备  22
    1.3.5 表面印迹法  22-23
  1.4 分子印迹技术的应用  23-28
    1.4.1 在色谱分析方面的应用  23-25
    1.4.2 分子印迹模拟传感器  25-27
    1.4.3 固相萃取  27
    1.4.4 抗体与受体模拟物及模拟酶  27-28
  1.5 展望  28-30
  参考文献  30-34
第二章 2,4-二氯苯氧乙酸分子印迹聚合物的制备及识别特性  34-44
  2.1 前言  34-35
  2.2 实验部分  35-36
    2.2.1 仪器和试剂  35
    2.2.2 分子印迹聚合物的制备  35-36
    2.2.3 分子印迹聚合物结合量的测定  36
    2.2.4 模板分子吸附的选择性能研究  36
  2.3 结果与讨论  36-41
    2.3.1 模板分子与功能单体的作用方式  36-37
    2.3.2 2,4-D分子印迹聚合物的底物结合能力  37-39
    2.3.3 2,4-D分子模板聚合物的选择性  39-41
  2.4 结论  41-42
  参考文献  42-44
第三章槲皮素印迹聚合物的合成与性能研究  44-53
  3.1 前言  44-45
  3.2 实验部分  45-46
    3.2.1 仪器和试剂  45
    3.2.2 印迹聚合物的制备  45-46
    3.2.3 分子印迹聚合物的结合量的测定  46
    3.2.4 分子印迹聚合物的识别性能研究  46
  3.3 结果与讨论  46-50
    3.3.1 模板分子与功能单体的作用方式  46-47
    3.3.2 槲皮素分子印迹聚合物的底物结合能力  47-48
    3.2.3 槲皮素分子印迹聚合物的选择性  48-50
  3.4 结论  50-51
  参考文献  51-53
第四章槲皮素分子印迹电聚合膜的制备及检测  53-64
  4.1 前言  53-54
  4.2 实验部分  54-55
    4.2.1 仪器和试剂  54
    4.2.2 玻碳电极的预处理  54-55
    4.2.3 槲皮素分子印迹聚合膜的制备  55
    4.2.4 检测步骤  55
  4.3 结果与讨论  55-61
    4.3.1 分子印迹电聚合膜  55-57
    4.3.2 槲皮素印迹电极的传感机理  57-59
    4.3.3 性能分析  59-61
  4.4 结论  61-62
  参考文献  62-64
致谢  64-65
攻读学位期间发表的文章  65

分子印迹聚合物的制备及其分子识别性能的研究

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