三维有序大孔分子印迹聚合物的制备及其性能研究

发布时间：2017-08-07 01:19

  本文关键词：三维有序大孔分子印迹聚合物的制备及其性能研究

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【摘要】：三维有序大孔材料由于孔径的有序性、大的孔径结构和比表面积以及良好的光学性质,在催化、吸附、分离、传感器、光子晶体等领域有潜在的应用。分子印迹技术是针对特定分子制备对其具有特异识别聚合物的技术,目前在色谱分离、固相萃取、生物传感检测等领域都得到了广泛应用。本文通过分子印迹技术和三维有序大孔材料制备技术制备具有有序孔结构的分子印迹聚合物材料,该类材料可克服传统分子印迹聚合物吸附动力学较慢,吸附效率不高的缺陷,因而具有较好的研究应用价值。该论文的研究内容主要包括如下三个部分。第一部分：分别以无皂乳液聚合法和StOber法制备得到单分散聚苯乙烯和二氧化硅微球,并以其作为胶晶粒子,采用垂直沉积法和蒸发诱导自组装法分别制备了具有蛋白石结构的胶晶膜与胶晶微球,并对它们的制备条件如分散溶剂、胶晶粒子浓度、组装温度,水油比、搅拌速度等进行探讨。结果表明,使用无水乙醇作为分散剂,胶晶粒子浓度为8mg/mL,自组装温度为45℃时,聚苯乙烯胶晶粒子可形成高度有序的胶晶薄膜,胶晶膜层与层之间呈有序面心六方堆积结构,并表现出明显的Bragg衍射特征,而二氧化硅胶晶薄膜缺陷较多,层与层之间规则性较差。在制备胶晶微球时,优化SiO2胶体粒子的浓度为10%、水/硅油两相体积比为1：10、搅拌速度为300 rpm时,制备得到的胶晶微球单分散性好,且呈有序的面心六方堆积结构,而聚苯乙烯胶晶粒子制备得到的胶晶微球大小不规则,且微球容易粘结。第二部分：以辛可宁分子为印迹分子,聚苯乙烯胶晶膜作为模板,甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、过氧化苯甲酰和N'N-二甲基苯胺作为印迹前驱液体系,通过胶晶模板法和分子印迹技术制备得到反蛋白石结构的辛可宁分子印迹聚合物光子晶体(MIPCs)膜,该MIPCs薄膜具有三维有序面心立方大孔点阵结构。吸附实验表明,与传统的本体分子印迹聚合物膜相比,MIPCs薄膜对目标分子具有更快的吸附动力学、更优的结合能力和专一识别性。通过Bragg衍射峰迁移的测定,显示MIPCs薄膜对模板分子具有良好的特异响应性,其在0-10-3 mol/L的辛可宁溶液中,MIPCs薄膜的布拉格衍射峰从527 nm蓝移至503 nm,而在结构类似物的溶液中,MIPCs膜的布拉格衍射峰并没有明显迁移。第三部分：以牛血清白蛋白(BSA)为分子印迹,Si02胶晶微球作为模板,丙烯酰胺、N,N-亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵作为印迹前驱液,制备得到具有反蛋白结构的分子印迹光子晶体微球。研究了分子印迹前驱液的单体配比以及胶晶微球的制备条件,并对合成的BSA MIPCs微球进行了红外光谱和扫描电镜表征以及吸附性能表征。结果表明,该印迹微球具有三维有序大孔结构,吸附实验表明,该BSA MIPCs微球不仅对牛血清白蛋白具有较好的专一识别能力,与传统的本体印迹聚合物相比,显示出较快的吸附动力学和吸附容量。本研究分别以PS和Si02为胶晶模板,辛可宁和牛血清白蛋白为模板分子,建立了膜状以及球形两种不同形态的MIPCs的制备方法,相比传统印迹聚合物,三维有序大孔分子印迹聚合物改善了分子识别动力学行为,提高了分子识别效率。此外,MIPCs膜由于其对印迹分子的特异光学响应性,因而在传感检测方面体现出巨大的应用前景,该研究为扩展分子印迹技术的应用迈出了重要的一步。
【关键词】：分子印迹 光子晶体 辛可宁 牛血清白蛋白
【学位授予单位】：广州中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R917
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 第一章 文献综述12-26
• 1.1 分子印迹技术12-16
• 1.1.1 MIT的发展12
• 1.1.2 MIT原理12
• 1.1.3 MIP的存在形式12-13
• 1.1.3.1 块状粒子12-13
• 1.1.3.2 球形粒子13
• 1.1.3.3 膜状MIP13
• 1.1.4 智能MIP13-15
• 1.1.4.1 温度敏感MIP14
• 1.1.4.2 pH敏感MIP14
• 1.1.4.3 电敏感MIP14-15
• 1.1.4.4 磁性 MIP15
• 1.1.5 分子印迹技术的应用15-16
• 1.1.5.1 色谱分离15
• 1.1.5.2 固相萃取15-16
• 1.1.5.3 酶催化剂的模拟16
• 1.1.5.4 传感检测16
• 1.1.5.5 在抗体与受体模拟中的应用16
• 1.2 光子晶体技术概述16-19
• 1.2.1 光子晶体概念16-17
• 1.2.2 光子晶体的制备方法17-18
• 1.2.2.1 自然沉降法17
• 1.2.2.2 离心法17
• 1.2.2.3 垂直沉积法17
• 1.2.2.4 过滤沉降法17
• 1.2.2.5 电泳法17-18
• 1.2.2.6 旋涂法18
• 1.2.3 光子晶体的分类18-19
• 1.2.3.1 生物响应性光子晶体18
• 1.2.3.2 化学响应性子晶体光18
• 1.2.3.3 物理响应性光子晶体18-19
• 1.3 分子印迹光子晶体19-20
• 1.4 本论文的研究意义20
• 参考文献20-26
• 第二章 胶晶模板的制备与组装26-38
• 2.1 试剂及仪器26
• 2.2 实验部分26-28
• 2.2.1 聚苯乙烯微球的制备26-27
• 2.2.2 SiO_2微球的制备27
• 2.2.3 PS胶晶膜和SiO_2胶晶膜的组装27
• 2.2.4 PS胶晶微球的组装与SiO_2胶晶微球的组装27-28
• 2.3 结果与讨论28-34
• 2.3.1 单分散SiO_2微球形成机理28-29
• 2.3.2 SiO_2微球制备条件探讨29
• 2.3.3 胶晶膜的制备29-31
• 2.3.3.1 PS胶晶膜组装条件优化29-30
• 2.3.3.2 SiO_2胶晶膜组装条件探讨30-31
• 2.3.4 胶晶微球的制备31-34
• 2.3.4.1 单分散PS胶体晶球自组装胶晶微球32-33
• 2.3.4.2 单分散SiO_2粒子自组装胶晶微球33-34
• 2.4 结论34-35
• 参考文献35-38
• 第三章 三维有序大孔辛可宁分子印迹光子晶体薄膜的制备及其性能表征38-50
• 3.1 试剂及仪器38-39
• 3.2 实验部分39-40
• 3.2.1 辛可宁分子印迹光子晶体薄膜的制备39
• 3.2.2 吸附动力学研究39
• 3.2.3 吸附热力学研究39
• 3.2.4 选择性研究39-40
• 3.2.5 光学响应性研究40
• 3.2.6 重复性研究40
• 3.3 结果与讨论40-48
• 3.3.1 辛可宁分子印迹光子晶体薄膜的制备40-41
• 3.3.2 辛可宁分子印迹光子晶体薄膜的表征41-42
• 3.3.2.1 红外光谱表征41-42
• 3.3.2.2 扫描电镜分析42
• 3.3.3 吸附动力学分析42-43
• 3.3.4 吸附热力学分析43-44
• 3.3.5 Scatchard方程分析44-45
• 3.3.6 选择性研究45-46
• 3.3.7 光学响应性研究46-47
• 3.3.8 重复性研究47-48
• 3.4 结论48
• 参考文献48-50
• 第四章 三维有序大孔牛血清蛋白分子印迹聚合物的制备及其性能表征50-64
• 4.1 试剂及仪器51
• 4.2 实验部分51-52
• 4.2.1 三维有序牛血清白蛋白分子印迹聚合物的制备51
• 4.2.2 吸附介质pH的探讨51-52
• 4.2.3 等温吸附实验52
• 4.2.4 选择性吸附实验52
• 4.2.5. 动力学吸附实验52
• 4.3 结果与讨论52-62
• 4.3.1 三维有序牛血清白蛋白分子印迹聚合物制备52-54
• 4.3.1.1 聚合物的制备过程52-53
• 4.3.1.2 引发体系以及反应温度的选择53
• 4.3.1.3 单体浓度以及渗透方式的选择53-54
• 4.3.1.4 干燥方式的选择54
• 4.3.2 反蛋白石分子印迹聚合物电镜表征54-55
• 4.3.3 外光谱(IR)图55-56
• 4.3.4 吸附介质磷酸缓冲溶液pH值的探讨56-57
• 4.3.5 等温吸附实验57-59
• 4.3.6 Freundlich isotherm59-60
• 4.3.7 动力学吸附实验60-61
• 4.3.8 选择性吸附实验61-62
• 4.4 结论62
• 参考文献62-64
• 附录64-65
• 在校期间发表论文情况65-66
• 致谢66-67
• 附件67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 谢亚林;司士辉;杨政鹏;李赛;彭芳;;牛血清白蛋白在超薄纳米二氧化钛膜表面的印迹与吸附[J];分析化学;2007年04期

2 符远翔;孙艳辉;葛杏心;;单分散纳米二氧化硅的制备与表征[J];硅酸盐通报;2008年01期

3 赵丽,余家国,程蓓,赵修建;单分散二氧化硅球形颗粒的制备与形成机理[J];化学学报;2003年04期

4 吴淑梅;何艳芬;张卫英;徐寅超;林美露;李晓;;pH敏感性葡萄糖印迹水凝胶的制备[J];石油化工;2014年05期

5 王晓冬;董鹏;仪桂云;;制备高质量聚苯乙烯微球胶粒晶体的蒸发自组装法[J];物理学报;2006年04期

6 陈琦君;朱波;金米聪;;尿液中苯丙胺类毒品残留的MISPE-高效液相色谱法测定[J];中国卫生检验杂志;2013年07期

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本文编号：632275