皮克林乳液聚合法制备孔雀石绿分子印迹微球及其吸附和应用研究

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由于孔雀石绿其稳定的三苯甲烷结构能够对人体产生“三致作用”,于2002年已被我国列为禁用药物。孔雀石绿对鱼类的杀菌、抗寄生虫的效果良好、且价格低廉,在养殖业仍然存在违法添加使用情况。目前孔雀石绿以及代谢物的检测主要采用GB/T19857-2005(高效液相-荧光光谱法和高效液相-质谱法),需要经过多次的提取,前处理步骤繁琐。因此寻求快捷、准确度高的孔雀石绿提取方法和材料一直以来都是研究热点。分子印迹是指可以产生具有高度识别特定化合物分子能力的聚合物(MIPs)的一项技术,其专一性识别能力可应用于固相萃取,实现样品的快速分离和富集,大大节约样品前处理时间。皮克林乳液聚合法是近年来在MIPs合成领域中的一项突破性技术,不仅具有常规乳液聚合法中的所有优点,而且无需使用对环境造成污染和破坏吸附位点的表面活性剂,具有环境友好、容易制备、价格低廉等特点。在本文第二章中以甲基丙烯酸(MAA)0.27mL、3M氢氧化钠0.5mL、0.3%Triton X-100 6mL作为水相;EGDMA 1.728mL,模板分子(孔雀石绿)、甲苯0.20mL、AIBN 20mg作为油相;纳米二氧化硅作为固体颗粒制备了皮克林乳液,在水浴70℃下聚合12h后,去除表面二氧化硅微粒和模板分子,得到微球形状的MIPs。EDX表明表面的二氧化硅已充分去除,SEM表明其主要粒径在30-190μm之间,表面有纳米级的小裂纹,BET表明其孔径在10-50nm左右。而非分子印迹的NIPs表面粗糙,孔径较大、呈非规则形状且分布不均匀,主要粒径分布在100-250μm之间,孔径在20-200nm左右。通过对其吸附性能的研究,发现NIPs总体优于MIPs。但MIPs仍表现了较好的选择吸附性能,相对NIPs其玫红酸和碱性黄1号的选择性系数(K0)分别为1.07和1.03。在以MIPs和NIPs作为制作填料制作固相萃取柱考察对MG以及LMG的萃取性能时,MIPs具有更高的加标回收率。当MIPs的用量为75mg时回收率最高,回收率分别为71.2%和81.4%。第三章对分子印迹微球的合成条件作进一步优化。通过超声混合等手段降低乳液的粒径,同时优化了MAA与EGDMA合成配比,并且对微球进行红外、扫描电镜和BET分析,其粒径均较小,在5-50μm之间,表面孔径在5-50nm之间。通过比较不同配比的孔雀石绿分子印迹微球的选择性吸附性能,筛选出最优交联剂与功能单体比例为94:6,合成的MIPs-1粒径经SEM表征为731μm,远低于第二章的制备的微球(30190μm);实验结果显示MIPs-1对碱性黄1号、亚甲基蓝和番红花红的选择性系数远高于NIPs-1,Ko值分别为23.96、8.61、6.44。证明了分子印迹的效果。本文还进行了后续的吸附性能研究,包括吸附动力学、吸附热力学和等温吸附研究,发现MIPs-1吸附水中孔雀石绿符合准二级动力学吸附模型,等温吸附和热力学吸附证明高温有利于吸附的进行。以MIPs-1作为填料制作固相萃取柱,发现孔雀石绿溶液中乙腈的比例越低,越有利于MIPs-1对孔雀石绿的吸附,而乙腈-乙酸铵溶液对孔雀石绿的洗脱能力最强。建立了孔雀石绿MISPE-HP LC-MS检测方法,在加标浓度为0.02,0.1和0.2μg/g时,检测实际鱼肉样品中孔雀石绿方法回收率在64.2%-89.0%之间。以第三章优化配比的乳液作为基础,通过引入油酸改性的磁性载体(Fe3O4)制备了磁性的分子印迹微球(M-MIPs),并且对微球进行了选择性评价、表征以及应用实验。实验结果显示磁性的分子印迹微球具有良好的导磁性以及选择性吸附性能,带有磁性的分子印迹微球可使用磁铁从提取液中分离,进一步地简化了样品的前处理过程。K0值分别为3.98、1.44、1.08,具有良好的选择性吸附性能。M-MIPs显示出良好的吸附以及洗脱能力,平均的回收率均高于94%,各加标浓度下的RSD均在3.2%以下。本文以分子印迹材料选择性萃取样品中孔雀石绿为线索,建立简单、快捷、准确的孔雀石绿检测方法。解决目前孔雀石绿前处理步骤复杂问题。优选皮克林乳液聚合法作为分子印迹材料的合成方法,不仅免于使用对环境有害的表面活性剂且避免了表面活性剂对吸附位点的破坏,合成出了性能良好的分子印迹聚合物并应用于固相萃取和磁性萃取中。对于推动水产品中孔雀石绿快速、准确提取测定的发展有着科学意义和实用价值。
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