异丙威表面分子印迹材料的制备及其识别特性研究

龚波林等

摘要：将γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅胶表面，然后以异丙威为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）为单体，乙二醇二缩水甘油醚（EGDE）为交联剂，制备了异丙威表面分子印迹材料MIPPMAAMPSSiO2。采用动态与静态两种方法研究了该印迹材料对异丙威的结合性能与分子识别特性。结果表明，MIPPMAAMPSSiO2印迹材料对模板分子异丙威具有良好的特异性识别作用，相对于参比物速灭威和甲萘威，印迹材料对异丙威的选择性系数分别为6.73和8.95。经过Scatchard 模型分析，计算得到两类结合位点的最大表观吸附量分别为230 和117 mg/g，印迹聚合物的平衡离解常数Kd分别为1428.6和476.2 mg/L。油菜样品的加标回收实验表明，此印迹材料可以对痕量异丙威进行富集分离测定，且可重复使用。

关键词：表面分子印迹技术； 异丙威； 硅胶； 固相萃取

1引言

异丙威是一种氨基甲酸酯类的广谱杀虫剂，具有胃毒、触杀和熏蒸等作用，广泛用于防治水稻害虫。但由于大量不科学地使用也导致人畜中毒现象时有发生[1，2]，因此许多国家和地区对这种农药在水果蔬菜中的残留量都制定了严格的限量标准。此类农药的常用分析方法有高效液相色谱法（HPLC）[3]、气相色谱法（GC）[4]及高效液相色谱质谱联用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不论采用那种方法，都面临着一个共同的问题，即样品去除干扰杂质、痕量待测组分的富集难题。

分子印迹技术（Molecular imprinting technique， MIT）是近年发展起来的一种新的分子识别技术，能够专一识别、吸附目标分子，完成从复杂底物中分离富集某一特定痕量待测物的目的。因此，常被作为固相萃取填料、固相微萃取涂层或制备成传感器，用于分离富集复杂样品中的痕量分析物[7，8]，在农兽药残留、生物毒素、重金属污染、违规添加剂以及食品内源性成分的分析中均有应用，可极大地提高检测效率和灵敏度。然而，目前所制得的MIPs识别位点大都在聚合物内部，而聚合物内部存在的扩散阻力会导致印迹分子与识别位点结合效率低和存在印迹分子洗脱困难的问题[9，10]。最近出现的表面印迹聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合过程中，功能单体与印迹分子在乳液界面处结合，形成的结合物就留在反应界面。这样可以解决其它方法所制备的MIPs印迹分子与识别位点结合困难、结合效率低的问题，可极大提高印迹分子的洗脱率及印迹聚合物的结合容量，缩短结合达到平衡的时间。用该方法制得的印迹聚合物更加精确的达到了分子水平的裁剪，有利于更好地印迹模板分子，得到更高的吸附容量，是一种非常有发展前途的印迹技术[11，12]。Gao等[13]通过表面聚合法制备分子印迹聚合物，以静态吸附实验证明对抗蚜威的选择吸附性，但没有实际应用。目前，对于异丙威表面分子印迹的研究尚未见文献报道。

本研究以硅胶为基质，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）对其表面进行改性，然后将α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅胶表面，使成为功能分子刷；饱和吸附模板分子异丙威之后再进行交联印迹，洗脱除去模板分子后，则在硅胶表面的聚合物薄层中， 留下了大量的印迹空穴，即制备了异丙威表面分子印迹聚合物。深入考察了该印迹材料对异丙威的特异性结合性能，并将该印迹材料填装成固相萃取柱，对实际样品进行富集和分离测定，取得了很好的效果。

2实验部分

2.1仪器与材料

LC20AT高效液相色谱仪（日本岛津公司），TU1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），C18反相色谱柱（150 mm × 4.6 mm，美国安捷伦公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博纳艾杰尔科技有限公司）， HH2数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司），旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂），KQ3200E 型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），SHB型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司），BS 224S 型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司），SHZC型水浴恒温振荡器（上海浦东物理光学仪器厂）。

摘要：将γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅胶表面，然后以异丙威为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）为单体，乙二醇二缩水甘油醚（EGDE）为交联剂，制备了异丙威表面分子印迹材料MIPPMAAMPSSiO2。采用动态与静态两种方法研究了该印迹材料对异丙威的结合性能与分子识别特性。结果表明，MIPPMAAMPSSiO2印迹材料对模板分子异丙威具有良好的特异性识别作用，相对于参比物速灭威和甲萘威，印迹材料对异丙威的选择性系数分别为6.73和8.95。经过Scatchard 模型分析，计算得到两类结合位点的最大表观吸附量分别为230 和117 mg/g，印迹聚合物的平衡离解常数Kd分别为1428.6和476.2 mg/L。油菜样品的加标回收实验表明，此印迹材料可以对痕量异丙威进行富集分离测定，且可重复使用。

关键词：表面分子印迹技术； 异丙威； 硅胶； 固相萃取

1引言

异丙威是一种氨基甲酸酯类的广谱杀虫剂，具有胃毒、触杀和熏蒸等作用，广泛用于防治水稻害虫。但由于大量不科学地使用也导致人畜中毒现象时有发生[1，2]，因此许多国家和地区对这种农药在水果蔬菜中的残留量都制定了严格的限量标准。此类农药的常用分析方法有高效液相色谱法（HPLC）[3]、气相色谱法（GC）[4]及高效液相色谱质谱联用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不论采用那种方法，都面临着一个共同的问题，即样品去除干扰杂质、痕量待测组分的富集难题。

分子印迹技术（Molecular imprinting technique， MIT）是近年发展起来的一种新的分子识别技术，能够专一识别、吸附目标分子，完成从复杂底物中分离富集某一特定痕量待测物的目的。因此，常被作为固相萃取填料、固相微萃取涂层或制备成传感器，用于分离富集复杂样品中的痕量分析物[7，8]，在农兽药残留、生物毒素、重金属污染、违规添加剂以及食品内源性成分的分析中均有应用，可极大地提高检测效率和灵敏度。然而，目前所制得的MIPs识别位点大都在聚合物内部，而聚合物内部存在的扩散阻力会导致印迹分子与识别位点结合效率低和存在印迹分子洗脱困难的问题[9，10]。最近出现的表面印迹聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合过程中，功能单体与印迹分子在乳液界面处结合，形成的结合物就留在反应界面。这样可以解决其它方法所制备的MIPs印迹分子与识别位点结合困难、结合效率低的问题，可极大提高印迹分子的洗脱率及印迹聚合物的结合容量，缩短结合达到平衡的时间。用该方法制得的印迹聚合物更加精确的达到了分子水平的裁剪，有利于更好地印迹模板分子，得到更高的吸附容量，是一种非常有发展前途的印迹技术[11，12]。Gao等[13]通过表面聚合法制备分子印迹聚合物，以静态吸附实验证明对抗蚜威的选择吸附性，但没有实际应用。目前，对于异丙威表面分子印迹的研究尚未见文献报道。

本研究以硅胶为基质，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）对其表面进行改性，然后将α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅胶表面，使成为功能分子刷；饱和吸附模板分子异丙威之后再进行交联印迹，洗脱除去模板分子后，则在硅胶表面的聚合物薄层中， 留下了大量的印迹空穴，即制备了异丙威表面分子印迹聚合物。深入考察了该印迹材料对异丙威的特异性结合性能，并将该印迹材料填装成固相萃取柱，对实际样品进行富集和分离测定，取得了很好的效果。

2实验部分

2.1仪器与材料

LC20AT高效液相色谱仪（日本岛津公司），TU1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），C18反相色谱柱（150 mm × 4.6 mm，美国安捷伦公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博纳艾杰尔科技有限公司）， HH2数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司），旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂），KQ3200E 型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），SHB型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司），BS 224S 型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司），SHZC型水浴恒温振荡器（上海浦东物理光学仪器厂）。

摘要：将γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到硅胶表面，然后以异丙威为模板分子，甲基丙烯酸（MAA）为单体，乙二醇二缩水甘油醚（EGDE）为交联剂，制备了异丙威表面分子印迹材料MIPPMAAMPSSiO2。采用动态与静态两种方法研究了该印迹材料对异丙威的结合性能与分子识别特性。结果表明，MIPPMAAMPSSiO2印迹材料对模板分子异丙威具有良好的特异性识别作用，相对于参比物速灭威和甲萘威，印迹材料对异丙威的选择性系数分别为6.73和8.95。经过Scatchard 模型分析，计算得到两类结合位点的最大表观吸附量分别为230 和117 mg/g，印迹聚合物的平衡离解常数Kd分别为1428.6和476.2 mg/L。油菜样品的加标回收实验表明，此印迹材料可以对痕量异丙威进行富集分离测定，且可重复使用。

关键词：表面分子印迹技术； 异丙威； 硅胶； 固相萃取

1引言

异丙威是一种氨基甲酸酯类的广谱杀虫剂，具有胃毒、触杀和熏蒸等作用，广泛用于防治水稻害虫。但由于大量不科学地使用也导致人畜中毒现象时有发生[1，2]，因此许多国家和地区对这种农药在水果蔬菜中的残留量都制定了严格的限量标准。此类农药的常用分析方法有高效液相色谱法（HPLC）[3]、气相色谱法（GC）[4]及高效液相色谱质谱联用法（HPLCMS）[5，6]等。但是，不论采用那种方法，都面临着一个共同的问题，即样品去除干扰杂质、痕量待测组分的富集难题。

分子印迹技术（Molecular imprinting technique， MIT）是近年发展起来的一种新的分子识别技术，能够专一识别、吸附目标分子，完成从复杂底物中分离富集某一特定痕量待测物的目的。因此，常被作为固相萃取填料、固相微萃取涂层或制备成传感器，用于分离富集复杂样品中的痕量分析物[7，8]，在农兽药残留、生物毒素、重金属污染、违规添加剂以及食品内源性成分的分析中均有应用，可极大地提高检测效率和灵敏度。然而，目前所制得的MIPs识别位点大都在聚合物内部，而聚合物内部存在的扩散阻力会导致印迹分子与识别位点结合效率低和存在印迹分子洗脱困难的问题[9，10]。最近出现的表面印迹聚合法（Surfaceimprinting polymerization， SIPs），在聚合过程中，功能单体与印迹分子在乳液界面处结合，形成的结合物就留在反应界面。这样可以解决其它方法所制备的MIPs印迹分子与识别位点结合困难、结合效率低的问题，可极大提高印迹分子的洗脱率及印迹聚合物的结合容量，缩短结合达到平衡的时间。用该方法制得的印迹聚合物更加精确的达到了分子水平的裁剪，有利于更好地印迹模板分子，得到更高的吸附容量，是一种非常有发展前途的印迹技术[11，12]。Gao等[13]通过表面聚合法制备分子印迹聚合物，以静态吸附实验证明对抗蚜威的选择吸附性，但没有实际应用。目前，对于异丙威表面分子印迹的研究尚未见文献报道。

本研究以硅胶为基质，用γ（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）对其表面进行改性，然后将α甲基丙烯酸（MAA）接枝到改性硅胶表面，使成为功能分子刷；饱和吸附模板分子异丙威之后再进行交联印迹，洗脱除去模板分子后，则在硅胶表面的聚合物薄层中， 留下了大量的印迹空穴，即制备了异丙威表面分子印迹聚合物。深入考察了该印迹材料对异丙威的特异性结合性能，并将该印迹材料填装成固相萃取柱，对实际样品进行富集和分离测定，取得了很好的效果。

2实验部分

2.1仪器与材料

LC20AT高效液相色谱仪（日本岛津公司），TU1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），C18反相色谱柱（150 mm × 4.6 mm，美国安捷伦公司），C18固相萃取柱（500 mg，天津博纳艾杰尔科技有限公司）， HH2数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司），旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂），KQ3200E 型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），SHB型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司），BS 224S 型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司），SHZC型水浴恒温振荡器（上海浦东物理光学仪器厂）。