分子印迹检测磺胺甲基异恶唑结合特性研究

何丹凤，王俊涛

( 1.大庆师范学院 化学化工学院，黑龙江 大庆 163712；2. 黑龙江八一农垦大学 文理学院，黑龙江 大庆160039)

0 引 言

磺胺类药物是人工合成的应用最早的化学药品，由于抗菌谱广，价格低，化学性质稳定，使用方便，既可注射用，又可内服，特别是高效、长效、广谱的磺胺药和增效剂合成以来，使磺胺类药兽医临床上应用仅次于抗生素。临床中, 磺胺类药物常与其他增效剂同时使用, 食用含有这种药及其代谢的肉制品对人体有害，同时存在用量大、不良反应较多、细菌易产生耐药性等缺点[1]。目前，中国、欧盟、美国、日本等均将磺胺类药物列为动物饲养过程中限制使用的药物，因此，制备对其具有选择性识别能力的分离富集材料具有非常重要的意义。本文制备了磺胺甲基异恶唑的分子印迹聚合物，并研究了其分子识别性能，为复杂样品中的磺胺甲基异恶唑的选择性富集及快速检测提供了有价值的参考[2]。

1 试验方法和试验方案

1)采用高效液相色谱法对磺胺甲基异恶唑分子印迹聚合物测定方法进行了系统的研究，以甲醇和水为流动相，选择梯度洗脱方式，采用非均一的各组分的最大吸收波长作为检测波长，实现了磺胺甲基异恶唑分子印迹聚合物测定。经实际样品检测和分析性能研究表明，该方法简单快速，准确可靠。

2)磺胺甲基异恶唑分子聚合物的制备。准确称取1 mmol磺胺甲基异恶唑及4mmol甲基丙烯酸溶于10.0 mL氯仿中，震荡1h，使模板分子和功能单体充分作用，再加入4mmolPETRA交联剂和40 mg引发剂AIBN，转入安培瓶，超声脱气5 min，通氮15 min，真空封管，放入60℃流动恒温水浴中聚合反应24 h。将得到的棒状聚合物粉碎研磨并过100μm筛，使用20 %乙酸-甲醇混合溶剂洗去印迹分子及未反应的化合物，最后用甲醇洗至聚合物呈中性。用丙酮反复沉降除去过细聚合物颗粒，室温下干燥保存。非印迹聚合物的合成除不加印迹分子以外，其他条件及步骤同上。

结合试验配置一定浓度范围的磺胺甲基异恶唑-氯仿溶液。用紫外可见分光光度计在481 nm处测定溶液中的磺胺甲基异恶唑的吸光度，绘制出浓度( c)—吸光度( A)标准曲线。称取50.0 mg分子印迹聚合物，置于10 mL具塞比色管中，加入5 mL磺胺甲基异恶唑标准溶液，放入流动恒温水浴中。在室温下反应24 h后，高速离心，取适量吸附液稀释至一定体积，摇匀，用紫外分光光度计测定平衡吸附液中底物的浓度，计算印迹聚合物对磺胺甲基异恶唑的结合量Q，平行测定三次取平均值。印迹聚合物对磺胺甲基异恶唑衍生物的吸附量及非印迹聚合物吸附量的计算方法同上。

2 实验分析

2.1 印迹分子与功能单体的相互作用

根据不同结构的基团形成氢键的能力推测，MAA上的羧基能够与磺胺甲基异恶唑分子中的对氨基苯磺酰胺基成键，从而使磺胺甲基异恶唑与酸性功能单体MAA之间可以产生非共价作用而进行分子自组织排列，由此可以推断印迹聚合物中结合位点的形成。除去模板分子后，在印迹聚合物中形成了与模板分子结构互补的网状孔穴，这些孔穴中的结合位点能够识别出底物分子结构的差别，因此可用于模板分子及其结构类似物的分离[3]。

图1 磺胺甲基异恶唑在印迹聚合物上的吸附等温线 图2 印迹聚合物的Scatchard图

2.2 印迹聚合物的吸附性能

在分子印迹的研究当中，常常使用Scatchard模型评价分子印迹聚合物的结合特性。我们使用静态平衡结合法，分别测定了磺胺甲基异恶唑在0～5mmol/L范围内的结合等温线,如图1所示，获得的数据用于Scatchard分析[4]，Scatchard方程如下：

Q/SMZ= (Qmax-Q)/Kd

其中，Kd是结合位点的平衡离解常数，Qmax代表结合位点的最大结合量，SMZ表示底物在上清液中的平衡浓度。

根据上式，以Q/SMZ对Q作图得到图2。由图2可见，在Scatacard图中，Q/SMZ对Q明显呈非线性关系，但是图中的两个部分却可以呈现较好的线性关系，表明印迹聚合物对印迹分子的作用不是完全等价的，可以分为两种方式，这是一种常常出现的情况。可能原因是功能单体与印迹分子之间存在多种相互作用，可以形成多种不同组成的复合物，在聚合反应不同的时期均能够进入到空腔当中。对图2中的两段线性明显较好的部分分别进行拟合，得到拟合线性方程：

高亲和力位点Q/CSudan red=-2.1806Q+138.94(r=0.9796)

低亲和力位点Q/CSudan red=-0.4603Q+83.99(r=0.9821)

由线性方程的斜率和截距可以求得，此印迹聚合物高亲和力结合位点的Kd1=4.48×10-4mol/L,Qmax1=64.02μmol/g，低亲和力结合位点的Kd2=2.09×10-3mol/L，Qmax2=184.03μmol/g。

3 结语

采用分子印迹技术，以甲基丙烯酸为功能单体，季戊四醇三丙烯酸酯为交联剂，氯仿为溶剂，偶氮二异丁腈做引发剂，合成出对磺胺甲基异恶唑有特殊选择能力的印迹聚合物。磺胺甲基异恶唑印迹聚合物的离解常数分别为4.48×10-4mol/L和2.09×10-3mol/L，表观最大吸附量为184.03μmol/g；该聚合物具有热稳定性好、机械稳定性高和可长期使用的特点，有望用作固相萃取的吸附剂来选择性富集及快速检测复杂生物样品中的磺胺甲基异恶唑。

[参考文献]

[1] 刘慧君，项伟中，徐伟箭，等.磺胺二甲嘧啶分子印迹聚合物的合成及其识别性能[J].应用化学,2005,22(1):83-86.

[2] 孙健，王进科，李萍.分子烙印技术及其在药物研究中的应用[J].江苏药学与临床研究,2005,13(3): 9-12.

[3] 孙慧，董襄朝.分子技术在药物分离和固相萃取中的应用研究[J].化学学报,2002,13(5): 19-23.

[4] 王吉吉，刘广文，张宏伟.磺胺甲基异恶唑一号及其检测方法[J].肉品卫生，2005,5(1): 24-26.