铜绿微囊藻毒素分子印迹聚合物的制备和应用研究

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分子印迹聚合物(MIP)是一种具有特异分子识别性能的新型高分子材料,在近30年的时间里发展很快,现已广泛应用于环境监测、固相萃取、分离、化学传感器、药学药物分析等领域。水体富营养化因产生藻毒素已经对饮用水安全构成严重危害。藻毒素MC由于具有肝毒性和肿癌促进作用直接影响鱼类和人畜的安全,已引起各界的广泛关注。因此对水中微囊藻毒素的分离和检测是急需解决的问题。  本实验首先就微囊藻毒素提取的前处理进行了研究,以超声破碎—固相萃取法和水浴破碎-液相萃取法提取MC,并分别用了正交实验。结果发现水浴破碎—液相萃取法提取的MC最高纯度为87%,而超声破碎—固相萃取法提取出的MC最高纯度为57%。其最佳提取条件为:pH值为6,提取藻细胞转速8000转/min,水浴破碎20min,提取MC转速11000转/min,三氯甲烷萃取。此方法可获得纯度为87%的MC-LR。为进一步纯化MC-LR提供了基础。  研究了溶胀聚合法制备微囊藻毒素分子印迹聚合物,以聚苯乙烯为种球,以铜绿微囊藻毒素(MC-LR)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,NN-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,经过溶胀聚合法得到分子印迹聚合物微球。经电子显微镜、孔隙度分析、红外吸收等对其进行表征。并对制备铜绿微囊藻毒素分子印迹聚合物进行了优化条件实验(质量比单体∶模板∶交联剂=2660∶1∶3947;洗脱时间:25min)。通过Scatchard吸附模型分析,计算得离解常数 Kd为3.7μmol/L,最大表观吸附量Qmax为124.71μg/g。为微囊藻毒素的吸附提供了一种新型的高分子材料。  由于分子印迹聚合物有不同的聚合方式,本实验又采用本体聚合法,微囊藻毒素(MC-LR)为模板,以2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,二甲基亚砜为溶剂,聚合成了MC-LR分子印迹聚合物,并对单体、模板交联剂及洗脱时间等优化了反应配方和条件。对分子印迹聚合物的机理进行了动力学的研究。为微囊藻毒素MC-LR的富集、固相萃取和检测又提供了一种新材料。同时与溶胀聚合法制备的微囊藻毒素分子印迹聚合物微球相比,其最大吸附量为153.7μg/g,大于微球的吸附量124.7μg/g,很明显该方法略优于分子印迹聚合物微球的吸附能力。  近年来由于对微囊藻毒素的检测方法主要是高压液相色谱法,故发展快速和价格低廉、并具有特异性和专一性的方法用来检测这种低含量的藻毒素是目前急需解决的问题。本实验以微囊藻毒素(MC-LR)为研究对象,采用电聚合方式,用等摩尔(0.01 mol/L)间苯二酚和邻苯二胺的混合溶液作为单体,铁氰化钾为印迹电极的探针,构建了具有选择性检测微囊藻毒素(MC-LR)方法的传感器。该传感器对微囊藻毒素(MC-LR)具有良好的敏感度。通过示差脉冲法进行检测,线性范围为0.01~1.5μg/mL。方法的相对误差为9.1%;加标回收率为77.5-110.0%;检出限0.0084μg/mL,为检测MC-LR提供了参考。
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