一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法技术

技术编号:15482568 阅读:172 留言:0更新日期:2017-06-02 23:53
本发明专利技术公开了一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法,包括聚合前驱体、杂化硅胶乳液、分子印迹微球聚合及表面负载、模板分子脱附等工艺。本发明专利技术以苏丹红I为代表,通过分散性分子印迹微球的制备及其在硅胶载体表面上的有效键合负载,制备了分子印迹聚合微球-硅胶载体表面负载的吸附剂,所制备的吸附剂表面键合具有较高体积容量的分散性聚合粒子,避免了传统意义上的分子印迹本体聚合物因为模板分子包埋深、作用时间长的不足,也避免了表面分子印迹聚合物因为聚合层极薄而导致模板分子容量小的限制,可以显著提高吸附剂作用速度和吸附容量,可应用于苏丹红I等待测物质的高效吸附。

【技术实现步骤摘要】
一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法
本专利技术属于分析化学领域,具体涉及一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法。
技术介绍
分子印迹技术(Molecuarimprintingtechnolory)是近年来发展起来的新型功能高分子制备技术,是高分子化学、材料科学、环境科学等学科的一门交叉学科。按照模板分子与功能单体的作用方式的不同,分子印迹技术主要分为共价、非共价和半共价印迹法,按照聚合方法分类,可以分成本体聚合法、表面分子印迹法和悬浮聚合法等。本体聚合法是制备MIPs最传统方法,将模板分子和功能单体在适当的溶剂中充分混合,加入交联剂和引发剂,交联聚合得到硬质块状聚合物;再将聚合物粉碎、研磨、过筛,并用丙酮沉降后获得合适粒径的颗粒,最后洗脱除去模板分子,干燥后备用。此法操作简单、成本低廉、易于推广,不足之处是聚合过程中需要经过捣碎、研磨和筛分等繁琐步骤,费时费力,且会破坏聚合物的空间结构和识别孔穴,削弱聚合物对模板分子的特异性吸附作用;同时使用高浓度的交联剂会导致模板分子包埋过深,洗脱难度高、溶剂消耗大。表面分子印迹法是通过把分子识别作用位点建立在印迹聚合物的表面,提高识别位点与模板分子的结合速度,增强印迹聚合物吸附效率的方法。表面印迹作用速度快,但在纳米微球表面进行负载,作用量小,不利于复杂样品高效富集。悬浮聚合法是制备分子印迹微球的可靠方法。通常将单体、致孔剂和分散剂组成均匀的混合溶液,在搅拌下引发聚合产生不溶性的聚合物微球,不需要经过破碎、研磨等冗长的过程,通过调节分散剂的比例可以获得形状规则的印迹微球,适合作为色谱填料。目前,在分子印迹聚合材料方面,文献报道主要集中在甲基丙烯酸或4-乙烯基吡啶等单体的本体聚合、悬浮聚合、表面印迹,现有分子印迹聚合物主要集中于聚合反应的探索和研究,在聚合微球的组装和负载型式的研究方面没有进行深度研究,存在常规本体聚合、沉淀聚合的模板分子包埋深,作用时间长;表面印迹作用速度快,纳米微球表面负载容量小,不利于复杂样品高效富集等不足。因此,本专利技术以常见的苏丹红I为模板分子,通过引入悬浮聚合和表面键合负载等模式设计,创新开展的分散性印迹微球和硅胶表面键合负载技术研究,发展新的具有选择识别能力的高效固相萃取吸附材料,对建立苏丹红等分子印迹识别技术具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法,制备分子印迹聚合微球-硅胶载体表面负载的吸附剂,显著提高吸附剂作用速度和吸附容量。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法,其特征在于按照下述步骤:步骤A,聚合前驱体,将硅氧烷单体混合液在0℃低温和通氮条件下混合并分散均匀,得到溶胶-凝胶聚合前驱体;步骤B,杂化硅胶乳液,以合成染料为模板分子,将模板分子溶液与上述聚合前驱体混合,在室温下搅拌混合均匀,得到以合成染料为模板分子的溶胶-凝胶聚合乳液;步骤C,分子印迹微球聚合及表面负载,将研磨过筛后所得硅胶粒子加入步骤B所制得的溶胶-凝胶聚合乳液中,在20℃下搅拌混匀,加入1.0mol/L的乙酸溶液,20℃水浴24h,自然冷却至室温,得到含有染料分子模板的分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂;步骤D,模板分子脱附,依次采用甲醇、丙酮清洗上述所述的分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂,置于100℃干燥箱中老化10h;继续用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合液通过索氏提取器对所述的负载型吸附剂物进行洗脱48h,用甲醇洗至中性,80℃真空干燥12h,得到对染料分子具有特异吸附的分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂。步骤A中所述的硅氧烷单体混合液为3-氨丙基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅氧烷混合液,两者体积比例为1:1;步骤B中所述的合成染料模板分子为苏丹红I分子,所述的溶胶-凝胶聚合前驱体和模板分子溶液的体积比值为12:100;步骤C中所述的乙酸溶液与溶胶-凝胶聚合乳液的体积比为3:100。采用上述方案后,本专利技术的显著优点在于:本专利技术综合应用了印迹分子表面聚合和溶胶凝胶聚合两种技术的优势,基于硅胶载体表面的硅羟基缩合反应,通过硅胶载体表面的硅羟基与溶胶-凝胶聚合粒子中的硅氧基团产生缩合反应,促使硅氧烷溶胶-凝胶聚合微粒与硅胶载体表面产生化学键合,在硅胶载体表面聚合形成稳定的类似表面印迹聚合物的聚合粒子分散层,通过聚合参数控制,可有效控制聚合粒子尺寸在微纳米级别,避免了本体聚合法中因聚合物分子模板包埋深而导致分子识别作用速度慢、效率低的瓶颈问题,实现印迹分子在聚合微粒中快速识别和脱附;另一方面,本专利技术通过溶胶-凝胶聚合技术应用,使得聚合前驱体在硅胶载体表面聚合形成单分散粒子,形成稳定的聚合粒子分散层,聚合微粒容量大,避免了表面印迹聚合因聚合层极薄而导致印迹分子容量小的不足。本专利技术不仅克服了传统印迹材料聚合技术模板分子包埋深,作用时间冗长的技术不足,同时也消除了普通分子印迹表面聚合物在聚合反应完成后聚合层薄、印迹分子容量小、吸附作用效率低的问题。本专利技术以苏丹红I为例,所公开的技术方法制备条件简单、所得的聚合材料稳定,特异吸附作用效率较高,可应用于苏丹红等物质的有效提取。附图说明图1是苏丹红I分子印迹聚合物(MIPs);图2是非分子印迹聚合物(a:NIPs)、活化硅胶(b)和苏丹红分子印迹聚合物(c:MIPs)的吸附动力学曲线;图3是苏丹红分子印迹聚合物(MIPs)、非分子印迹聚合物与活化硅胶洗脱动力学曲线。具体实施方式(1)分子印迹材料的制备活化硅胶:称取8.0g的硅胶置于250mL的圆底烧瓶中,加入60mL35%的甲烷磺酸水溶液。油浴加热至120℃,回流搅拌8h,过滤,反复用二次水清洗至中性,于70℃真空干燥箱中烘干20h,置于玻璃干燥器中备用。分子印迹聚合物的合成:移取30mL5×10-3mol/L的苏丹红-乙腈溶液到100mL烧瓶中。固定机械搅拌装置,调整转速为160-180rpm,水浴温度为20.0℃。依次加入1.8mL3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),0.030g活化硅胶和1.8mL四乙氧基硅烷到溶液当中,搅拌混匀。逐滴加入1.0mL1.0mol/L的醋酸溶液,充分搅拌,20℃下水浴24h。过滤,用乙醇清洗后,置于100℃干燥箱中老化10h。分子印迹模板的洗脱:将上述制备的聚合物用体积比为9比1的甲醇-醋酸混合液进行索式萃取,直至苏丹红I萃取干净。再用甲醇洗至中性,80℃真空干燥12h得苏丹红I表面分子印迹聚合物(图1)。(2)性能表征吸附动力学:分别称取0.050g的活化硅胶和苏丹红I分子印迹聚合物到容器中,加入5.0mL0.5μg/mL的苏丹红I溶液,混匀振荡,每隔一段时间紫外检测溶液的吸光度,得到非分子印迹聚合物(a:NIPs)、活化硅胶(b)和苏丹红分子印迹聚合物(c:MIPs)、的吸附动力学曲线(图2)。洗脱动力学:分别称取0.050g的MIPs、NIPs与活化硅胶到三个锥形瓶当中,分别往每个锥形瓶中加入10.0μg/mL的苏丹红I-甲醇/水溶液(1:9,v/v)。振荡1.5h,过滤,用少量二次水清洗至粉末颜色均匀,收集粉末到5mL试管当中,加入5.0mL甲醇振荡,每隔一定时间用HPLC-DAD检测洗脱溶液的浓度本文档来自技高网
...
一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法

【技术保护点】
一种分子印迹聚合粒子‑硅胶负载型吸附剂的制备方法,其特征在于按照下述步骤:步骤A,聚合前驱体,将硅氧烷单体混合液在0℃低温和通氮条件下混合并分散均匀,得到溶胶‑凝胶聚合前驱体;步骤B,杂化硅胶乳液,以合成染料为模板分子,将模板分子溶液与上述聚合前驱体混合,在室温下搅拌混合均匀,得到以合成染料为模板分子的溶胶‑凝胶聚合乳液;步骤C,分子印迹微球聚合及表面负载,将研磨过筛后所得硅胶粒子加入步骤B所制得的溶胶‑凝胶聚合乳液中,在20℃下搅拌混匀,加入1.0 mol/L的乙酸溶液,20℃水浴24 h,自然冷却至室温,得到含有染料分子模板的分子印迹聚合粒子‑硅胶负载型吸附剂;步骤D,模板分子脱附,依次采用甲醇、丙酮清洗上述所述的分子印迹聚合粒子‑硅胶负载型吸附剂,置于100℃干燥箱中老化10 h;继续用体积比为9:1的甲醇‑乙酸混合液通过索氏提取器对所述的负载型吸附剂物进行洗脱48h,用甲醇洗至中性,80℃真空干燥12h,得到对染料分子具有特异吸附的分子印迹聚合粒子‑硅胶负载型吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂的制备方法,其特征在于按照下述步骤:步骤A,聚合前驱体,将硅氧烷单体混合液在0℃低温和通氮条件下混合并分散均匀,得到溶胶-凝胶聚合前驱体;步骤B,杂化硅胶乳液,以合成染料为模板分子,将模板分子溶液与上述聚合前驱体混合,在室温下搅拌混合均匀,得到以合成染料为模板分子的溶胶-凝胶聚合乳液;步骤C,分子印迹微球聚合及表面负载,将研磨过筛后所得硅胶粒子加入步骤B所制得的溶胶-凝胶聚合乳液中,在20℃下搅拌混匀,加入1.0mol/L的乙酸溶液,20℃水浴24h,自然冷却至室温,得到含有染料分子模板的分子印迹聚合粒子-硅胶负载型吸附剂;步骤D,模板分子脱附,依次采用甲醇、丙酮清洗上述所...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵丽郝春莉朱玲何少贵
申请(专利权)人:厦门华厦学院
类型:发明
国别省市:福建,35

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1