基于离子液体的两种氟喹诺酮类抗生素印迹材料制备及其应用

发布时间：2020-04-20 21:11

【摘要】：分子印迹聚合物(Molecularly imprinted polymer,MIP)因具有识别特异性、结构预定性和广泛适用性等优点,在固相萃取、生物传感器、药物分析等领域备受关注。然而,已有的印迹聚合物大多在高毒性有机溶剂(三氯甲烷、乙腈、甲苯等)介质中制备,直接用于水相中污染物识别时,会受到水分子干扰和溶胀差异,特异识别性能受到破坏,且高毒性有机溶剂的使用会对环境产生二次污染。因此,开发能够在水相介质中制备和应用的绿色印迹聚合物材料,成为众多学者关注的焦点。离子液体是由阴阳离子组成的有机盐,由于具有不挥发、不可燃、溶解性和稳定性好、结构可设计等独特性质,作为一种环境友好材料在材料制备、分离分析等领域备受关注。由于离子液体(以咪唑类为主)的阳离子能够提供π电子云,且侧链易功能化修饰,这样离子液体与目标分子之间会形成π-π及离子偶极等较强作用,能够克服水分子干扰,并作为一种新型功能单体用于水相中印迹聚合物材料的制备。本论文利用氯化1-烯丙基-3-乙烯基咪唑和1,6-己基-3,3’-二-1-乙烯基咪唑溴盐离子液体作为新型功能单体,采用表面印迹技术,在绿色水相介质中制备了盐酸环丙沙星(MIP_(CPFX))和盐酸左氧氟沙星(MIP_(HLVFX))两种表面印迹聚合物新材料;通过多种手段对两种聚合物新材料的外观形貌和微观结构进行表征;采用高效液相色谱分析技术,结合静态吸附实验,对两种氟喹诺酮类印迹材料的吸附性能与吸附特征进行系统考察;并将两种印迹聚合物分别制成固相萃取柱,用于环境水样、土壤样品和猪肉样品中痕量盐酸环丙沙星和盐酸左氧氟沙星的分离分析检测。具体研究内容如下:1.对氟喹诺酮类药物的用途、危害途径及常用检测方法进行论述;介绍分子印迹技术的发展及现状,阐述了分子印迹聚合物的原理、应用和制备方法;并对离子液体的概况及在分子印迹技术中的应用进行概述;2.将氯化1-烯丙基-3-乙烯基咪唑和1,6-己基-3,3’-二-1-乙烯基咪唑溴盐分别作为功能单体,实现了水相介质中盐酸环丙沙星(MIP_(CPFX))和盐酸左氧氟沙星(MIP_(HLVFX))表面印迹聚合物的合成;结合紫外光谱扫描,分析模板分子与功能单体相互结合的方式;利用场发射扫描电镜、比表面积分析、红外光谱扫描和综合热分析等手段对两种氟喹诺酮类印迹聚合物的外貌形态、微观结构及热稳定性进行表征;3.采用静态吸附实验,对两种印迹聚合物在不同温度条件下的吸附等温曲线、吸附热力学、吸附动力学特征和选择性吸附性能进行研究。结果表明,两种印迹聚合物对相应模板分子具有良好的特异吸附性能,吸附过程均符合Langmuir模型,且吸附过程是自发进行的放热反应;吸附动力学结果显示,MIP_(CPFX)在180 min左右达到对盐酸环丙沙星的吸附平衡,MIP_(HLVFX)在60 min左右达到对盐酸左氧氟沙星的吸附平衡,其吸附过程均符合假二级动力学模型;4.把制备的两种氟喹诺酮类印迹聚合物分别制成固相萃取小柱,并在最优条件下,用于实际水样、土壤样品和食品样品中残留目标物的分离富集前处理。结果表明:两种氟喹诺酮类印迹聚合物对模板底物具有良好的选择性分离能力,其回收率可达80%以上,且经过40次再生循环使用,回收率无明显降低,表明本论文合成的两种氟喹诺酮类印迹聚合物有良好的特异吸附性能和再生循环性。
【图文】：

图 2-1 盐酸环丙沙星表面印迹聚合物合成路线示意图（2）盐酸左氧氟沙星表面分子印迹聚合物（MIPHLVFX）的合成盐酸左氧氟沙星表面印迹聚合物的合成分为以下两步：第一：1,6-己基-3,3’-二-1-乙烯基咪唑溴盐（[BIM-6C]Br）的合成。将 1-乙烯基咪唑55 mmol）与 1,6-二溴己烷（22 mmol）混合均匀，在 25 ℃下搅拌反应 72 h。反应物乙醚沉降洗涤，真空干燥后得到[BIM-6C]Br 离子液体。第二：盐酸左氧氟沙星表面分子印迹聚合物的合成。把 0.13 mL （1 mmol）2-羟基基甲基丙烯酸酯（HEMA）、0.2079 g（0.5 mmol）盐酸左氧氟沙星和 0.4322 g（1 mmol）

模板分子与功能单体相互作用的紫外光谱分析板分子与功能单体之间是否存在氢键作用、静电作用或者其他非共价键作用及的强弱，决定了分子印迹聚合物能否成功制备。通过对模板分子和功能单体之力进行研究，可以初步判别分子印迹聚合物材料的识别机制。1） 模板分子与功能单体相互作用的紫外光谱 CPFX 与氯化 1-烯丙基-3-乙烯基咪唑、HEMA 相互作用的紫外光谱了探究CPFX与氯化1-烯丙基-3-乙烯基咪唑和HEMA之间的紫外光谱吸收情 2.2.4（1）中不同比例的混合溶液进行紫外吸收光谱的测定（图 2-3）。由图 在 210 nm 处，当功能单体的量逐渐增加时，盐酸环丙沙星的紫外特征吸收峰发生红移，结合模板分子与功能单体各自的化学结构推断，，盐酸环丙沙星与功间经过氢键、离子键等作用形成了模板分子-功能单体的复合结构。
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O631.3;O652

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本文编号：2634964