巴比妥分子印迹聚合物的理论与实验研究

发布时间：2017-06-21 05:00

  本文关键词：巴比妥分子印迹聚合物的理论与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：巴比妥(Barbital,BAR)是一种精神类药物,临床上主要用于抗癫痫、抗惊厥及手术麻醉等。由于BAR具有镇静、安眠等作用,畜禽养殖者将其用作药物性饲料添加剂以提高经济效益,但其药物残留严重危害食用者身体健康。为遏制药物滥用行为,各国政府发布严禁使用巴比妥类药物及食品动物组织中不得检出等相关公告,同时致力于其检测方法的研究。分子印迹是制备在空间结构和结合位点上与印迹分子完全匹配的分子印迹聚合物(Molecular imprinting polymers,MIPs)过程,因制备得到的MIPs特异吸附性强,被广泛用于药物分析检测等领域。MIPs体系中印迹分子与功能单体间氢键强度直接决定其稳定性与识别能力。因此,选择合适的功能单体、溶剂及印迹比例成为制备具有高稳定性及选择识别性MIPs的关键。分子模拟技术不仅对MIPs制备研究具有指导作用,同时也降低了因摸索聚合条件而产生的试验耗费。因此,本论文首先针对BAR分子印迹聚合物(BAR-MIPs)体系进行定量模拟与优化,随后以理论结果为指导对BAR-MIPs进行制备与表征。主要实验工作为:借助于Gaussian 09软件,运用杂化密度泛函M062X方法,以BAR为印迹分子,分别以甲基丙烯酸(Methacrylic acid,MAA)、丙烯酰胺(Acrylamide,AM)、4-乙烯基吡啶(4-vinylpyridine,4-Vpy)、2-乙烯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪(2-vinyl-4,6-diamino-1,3,5-triazine,VDAT)及N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(N,N'-methylenebisacrylamide,MBAD)为功能单体,模拟并探讨了BAR与不同功能单体间的相互作用、溶剂化效应及复合物对BAR及其结构类似物的再结合性能。计算结果表明:BAR通过氢键与五种功能单体进行印迹聚合,与AM、4-Vpy、VDAT、MBAD单体相比,BAR与MAA印迹比例为1:6时,复合物氢键键合数目最多,键长最短,结合能最低,并以乙腈为溶剂时有望合成高稳定BAR-MAA复合物;且巴比妥酸(Barbituric acid,BA)、戊巴比妥钠(Pentobarbital,PNT)、1,3-二甲基巴比妥酸(1,3-Dimethyl barbituric acid,DMBA)与BAR共存时,复合物对BAR表现出较强的特异结合能力。以理论计算为指导,采用沉淀聚合法合成BAR-MIPs,并对其进行表征。实验结果表明:与AM、4-Vpy、VDAT、MBAD单体相比,MAA与BAR形成的BAR-MIPs选择吸附性最好,且印迹比例为1:6的BAR-MIPs吸附量最高;与乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、水溶剂相比,乙腈溶剂中合成的BAR-MIPs分散性最好,呈微球状,平均粒径为190 nm;BAR-MIPs对BA、PNT、DMBA的印迹因子分别为1.22、1.29、1.81,对BAR表现出较强的特异吸附能力,实验结果与模拟计算结果一致。此外,Scatchard分析表明BAR-MIPs对BAR存在高度的亲和力,最大吸附容量为17.5 mg/g;热力学研究表明,BAR-MIPs对BAR的吸附为放热过程,且低温时对BAR药物残留检测的灵敏度较高。将BAR-MIPs作为特异吸附材料对加标猪肉样品中BAR进行富集分离。结果表明加标猪肉样品中BAR-MIPs对BAR的饱和吸附量为9.2 mg/g,加标回收率在81.52%~91.30%间,可用于印迹吸附材料的制备。
【关键词】：巴比妥 功能单体 分子印迹聚合物 模拟 制备
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 前言9-10
• 第一篇 文献综述10-21
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 巴比妥10-11
• 1.2 分子印迹技术综述11-15
• 1.3 量子化学计算在分子印迹体系研究中的进展15-17
• 1.4 巴比妥类分子印迹聚合物制备的国内外研究概况17-18
• 1.5 本研究的目的、意义及技术路线18-21
• 第二篇 研究内容21-53
• 第一章 巴比妥分子印迹体系中功能单体的筛选21-32
• 1.1 实验部分21-23
• 1.2 结果23-30
• 1.3 讨论30
• 1.4 小结30-32
• 第二章 巴比妥分子印迹体系中溶剂的筛选32-36
• 2.1 实验部分32-33
• 2.2 结果33-34
• 2.3 讨论34-35
• 2.4 小结35-36
• 第三章 巴比妥分子印迹体系印迹机理与选择性理论研究36-42
• 3.1 实验部分36
• 3.2 结果36-40
• 3.3 讨论40-41
• 3.4 小结41-42
• 第四章 巴比妥分子印迹聚合物的制备与表征42-50
• 4.1 实验部分42-44
• 4.2 结果44-48
• 4.3 讨论48-49
• 4.4 小结49-50
• 第五章 巴比妥分子印迹纳米材料在食品检测中的应用50-53
• 5.1 实验部分50-51
• 5.2 结果51-52
• 5.3 讨论52
• 5.4 小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-62
• 作者简介62-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：467650