单体对分子印迹聚合物分子识别能力的影响：量子化学计算与实验研究

采用密度泛函方法计算功能单体与印迹分子的结合能,以与目标分子结合能最大的单体分子来合成分子印迹聚合物.为此,以茶碱为印迹分子,氯仿为溶剂,首先计算了茶碱与甲基丙烯酸、丙烯酰胺和三氟甲基丙烯酸的结合能,其强度顺序为：三氟甲基丙烯酸 > 甲基丙烯酸 > 丙烯酰胺.然后以茶碱为印迹分子、氯仿为溶剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,分别采用上述3种单体合成分子印迹聚合物并测定了其分子识别能力,实验结果和量子化学计算结果具有一致性.最后,采用1H NMR考察了茶碱和上述3种单体之间的氢键作用,揭示出二者相互作用的内在机制.研究结果表明量子计算方法可以应用于合成分子印迹聚合物时单体的选择.     

人血红蛋白分子印迹聚合物的制备及分子识别性能

以丙烯酰胺和甲基丙烯酸为功能单体制备得到了具有选择性识别能力的人血红蛋白分子印迹聚合物. 该印迹聚合物的分子识别特性来自聚合物的结合基团与印迹分子的功能基团之间的氢键和静电作用,以及印迹孔穴的空间几何选择性. 研究表明,聚合单体中甲基丙烯酸的含量会影响聚合物对血红蛋白的特异结合能力及分子印迹聚合物的吸附容量和洗脱性能.     

溶剂对分子印迹聚合物分子识别能力的影响：实验研究与计算量子化学分析

以茶碱为印迹分子，甲基丙烯酸为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，以氯仿、二甲基亚砜和四氢呋喃为溶剂，合成了分子印迹聚合物并测定了其对茶碱分子的识别能力，实验结果显示，在氯仿中合成的MIPs的分子识别性能最佳.综合Scatchard分析吸附行为、¹H NMR测定氢键以及量子化学中的密度泛函计算印迹分子和单体分子的溶剂化能等方法，研究聚合反应的溶剂体系对于印迹聚合物分子识别能力的影响及其作用机制.计算结果显示：采用与印迹分子和单体相互作用力较弱的溶剂体系所合成的印迹聚合物具有较高的分子识别性能.这与¹H NMR分析结果和吸附测定实验结果具有一致性.上述结果表明，溶剂对于分子印迹聚合物的分子识别性能具有重要的影响，而计算量子化学分析对于分子印迹介质合成时的溶剂体系选取和优化具有很好的指导作用.     

杀铃脲分子印迹聚合物制备及识别性能的研究

采用分子印迹技术,以杀铃脲为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在四氢呋喃溶剂中制备了杀铃脲分子印迹聚合物。以平衡吸附及高效液相色谱的方法对聚合物进行了评价。印迹聚合物对模板分子有较强的吸附能力和良好的选择性,可以很好的分离模板分子及其结构类似物。     

沉淀聚合法制备烟酰胺分子印迹聚合物微球

以烟酰胺为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,乙腈为溶剂,采用沉淀聚合法制备了烟酰胺分子印迹聚合物,通过静态平衡吸附和色谱分析对印迹聚合物进行表征,结果表明,印迹聚合物对烟酰胺分子具有很好的吸附能力和特异识别性。     

D-对羟基苯甘氨酸分子印迹聚合物的制备及分子识别能力

以D-对羟基苯甘氨酸（D-HPG）为模板分子,以丙烯酰胺（AM）和α-甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,合成了D-HPG分子印迹聚合物,并测定其对D-HPG的识别能力。静态吸附实验表明,以MAA为功能单体制备的分子印迹聚合物具有更强的分子识别能力,其饱和吸附量达43.9 μmol•g^-1,印迹因子α为3.6。分子力学计算表明,MAA与D-HPG形成复合物的结合能较大,且MAA在乙醇和水中的溶剂化能较小,因此与AM比较,MAA和模板分子D-HPG在乙醇和水中能形成更加稳定的复合物。紫外光谱分析表明,MAA与D-HPG之间的结合力比AM与D-HPG之间的结合力要强,与分子力学计算以及静态吸附实验得到的结果相一致。     

虚拟模板印迹法制备苯酚分子印迹聚合物用以吸附微量甲苯

甲苯是一种缺乏印迹位点的小分子,为实现对甲苯的印迹,以甲基丙烯酸为单体分子,苯酚为模板分子,二乙烯基苯作为交联剂,采用沉淀聚合法制备虚拟模板苯酚分子印迹聚合物(MIPs).通过改变溶剂用量、交联剂与单体分子的配比等方式考察了苯酚分子印迹聚合物最佳成球条件并最终制备出粒径均匀的苯酚分子印迹聚合物.之后使用该苯酚印迹聚合物与课题组前期制备的苯胺分子印迹聚合物进行了结构、形貌和吸附性能的对比,验证了虚拟模板分子印迹聚合物对甲苯分子实现特异性吸附的可行性.经气相色谱仪表征,该分子印迹聚合物对甲苯的吸附能力为6.78 mg·g-1,优于苯胺分子印迹聚合物的1.89 mg·g-1.     

丙烯酰胺为功能单体制水杨酸分子印迹聚合物

1HNMR实验表明,在弱极性溶剂中,水杨酸与丙烯酰胺之间的氢键作用大于水杨酸与α-甲基丙烯酸之间的氢键作用。据此以丙烯酰胺为功能单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,合成了水杨酸分子印迹聚合物。电镜和静态吸附实验表明,选用乙腈做溶剂合成的印迹聚合物疏松多孔、吸附性能较好,而用氯仿做溶剂合成的印迹聚合物致密、吸附性能较差。以丙烯酰胺为功能单体合成的水杨酸分子印迹聚合物分离因子α=7.2,印迹效率因子β=5.1;而以α-甲基丙烯酸为功能单体合成的水杨酸分子印迹聚合物分离因子α=1.7,印迹效率因子β=2.1。     

氯霉素分子印迹复合膜的制备及其吸附性能研究

利用分子印迹原位聚合法,在紫外光引发下,以氯霉素为模板分子,以甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯为功能单体,以乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,以偶氮二异丁腈为引发剂,以尼龙微孔滤膜为载体,制备了具有选择识别性的氯霉素印迹聚合物复合膜;采用紫外光谱分析研究了模板分子和功能单体之间的作用,并对印迹聚合物复合膜进行了平衡吸附和特异性吸附实验,以研究其识别能力。结果表明,氯霉素和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯之间形成了非共价键;合成的印迹复合膜对氯霉素分子表现出了高度的识别能力和良好的特异吸附性,吸附结合量达到1.753 g/cm2。     

沉淀聚合法制备咖啡因分子印迹聚合物微球

以咖啡因为印迹分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用沉淀聚合法在乙腈溶液中制备了针对咖啡因的分子印迹聚合物微球。对沉淀聚合中单体、引发剂、溶剂用量的比例关系进行探索,并利用平衡结合实验研究了聚合物对印迹分子的吸附性能,结果表明该印迹聚合物微球呈现出较好的结合能力。     

Precipitation polymerization of molecularly imprinted polymers for recognition of melamine molecule

Molecular imprinted polymer microspheres (MIPs) were prepared by precipitation polymerization using melamine as template molecule, methacrylic acid (MAA) as functional monomer, trimethylol‐propane trimethacrylate (TRIM) as crosslinking agent, acetonitrile as solvent and dispersion medium. Release of the template was performed by continuous extraction with methanol containing 10% acetic acid. The microspheres were observed by scanning electron microscopy (SEM). The perfect microspheres were produced when the addition of crosslinker was 7.48 mmol. The binding capacity of MIPs was examined, Q_max = 68.36 μmol g^?1, and the dissociation constant at binding site of MIPs, K_d = 0.761, was estimated. Compared with the performance of conventional imprinted polymer, the imprinted microspheres showed high selectivity in special binding to template molecule. The imprinted microspheres could be used as the stationary phase in HPLC or SPE for selective extraction of melamine in daily products. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

利福平分子印迹聚合物的制备及其吸附行为

以利福平为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,制备了利福平分子印迹聚合物. 采用平衡结合方法和Scatchard模型评价了该聚合物的结合特性,考察了其吸附行为. 结果表明,利福平分子印迹聚合物中形成了两类不同的结合位点,得到高亲和力结合位点的离解常数和最大表观结合量分别为31.5 mg/mL和23.34 mg/g,低亲和力结合位点的离解常数和最大表观结合量分别为9.22 mg/mL和12.86 mg/g. 实验结果显示,利福平分子印迹聚合物对利福平呈现出了高的选择吸附特性.     

Computational design of molecularly imprinted polymer for direct detection of melamine in milk

A novel protocol for use of molecularly imprinted polymer (MIP) in analysis of melamine is presented. Design of polymer for melamine has been achieved using a combination of computational techniques and laboratory trials, the former greatly reducing the duration of the latter. The compatibility and concerted effect of monomers and solvents were also investigated and discussed. Two novel open-source tools were presented which are the online polymer calculator from mipdatabase.com and the application of the Gromacs modelling suite to determine the ideal stoichiometric ratio between template and functional monomer. The MIP binding was characterised for several structural analogues at 1–100 μM concentrations. The use of divinylbenzene (DVB) as cross-linking polymer and itaconic acid as functional monomer allowed synthesis of MIP with imprint factor (IF) of 2.25 for melamine. This polymer was used in high-performance liquid chromatography (HPLC) for the rapid detection of melamine in spiked milk samples with an experimental run taking 7–8 min. This approach demonstrated the power of virtual tools in accelerated design of MIPs for practical applications.     

农药嘧菌环胺分子印迹聚合物的制备及识别特性

以农药嘧菌环胺（CY）为模板分子,甲基丙烯酸（MAA）为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,本体聚合法合成了印迹聚合物（MIP）。通过对聚合物的吸附性能,以及高效液相色谱行为加以研究,结果表明,聚合物对印迹分子具有很好的亲和性和特定的选择性,能够很好地分离嘧菌环胺与其结构相似物。合成的新材料不仅可以用于复杂样品中嘧菌环胺的富集,也可以作为分离介质用于嘧菌环胺的高效液相色谱分离检测。     

3,5,7,3＇,4＇,5＇-六羟基黄酮分子印迹聚合物制备及性能表征

采用分子印迹技术合成了对3,5,7,3＇,4＇,5＇-六羟基黄酮具有高效选择性的分子印迹聚合物,通过静态吸附的方法,利用Scatchard模型,研究了分子印迹聚合物的特异性识别能力。实验表明,以甲基丙烯酸为功能单体,在甲苯溶剂中聚合得到的分子印迹聚合物对3,5,7,3＇,4＇,5＇-六羟基黄酮具有较大的吸附富集能力和识别特性。其饱和吸附容量达到30.8 mg/g。     

传统法制备嗪草酮印迹聚合物

农药嗪草酮应用广泛,它的残留问题引起了人们的普遍关注,发展快速准确的检测方法势在必行。而分子印迹技术因其独特的优点使它成为痕量残留快速检测的一种较好的方法。采用传统法制备嗪草酮印迹聚合物,以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,甲苯为溶剂,在50℃时聚合得到选择性、吸附性最佳的印迹聚合物。     

Noncovalent imprinted microspheres: Preparation,evaluation and selectivity of DBU template

1,8‐diazabicyclo[5.4.0]undec‐7‐ene (DBU) imprinted polymer was prepared as microspheres by precipitation polymerization method to obtain molecular recognition systems based on the noncovalent interactions between DBU template, methacrylic acid (MAA), and ethylene .glycol dimethacrylate (EDMA) in acetonitrile. ¹H NMR analysis of DBU/MAA mixture has been performed and hydrogen bonding interactions have been established. Microspheres have been characterized by FTIR studies with evidence of DBU linkage in polymer particles and by Scanning Electron Microscopy (SEM) to study their morphological properties. How pH values affect the binding capacity of imprinted polymer during the binding stage has been also discussed and results suggest that imprinted poly‐(MAA‐EDMA) behavior is related to the influence of DBU basicity during rebinding processes and the optimum pH value for binding has been found around neutral range. Binding ability of the imprinted polymer towards different concentration of DBU buffered solutions has been evaluated and compared with binding ability of the non‐imprinted polymer. A more sensitive response to the template in the imprinted system suggests that a reasonable number of specific binding sites is formed. Finally, differential selectivity towards other less strong than DBU nitrogen bases, such as pyridine, imidazole, and 1,5‐diazabicyclo[4.3.0]non‐5‐ene (DBN) has been also discussed. Our results indicate that both specific sites and basic properties are involved in the rebinding process. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 2007