磁性分子印迹聚合物微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种磁性分子印迹聚合物微球，其由以下组分构成：(1)Fe3O4纳米粒子；(2)功能聚合物，其为含有至少一个烯键式不饱和双键的羧酸与苯乙烯的共聚物；以及(3)模板分子，其为可与功能聚合物形成氢键的化合物。本发明专利技术还涉及磁性分子印迹聚合物微球的制备方法以及应用。所制备的磁性分子印迹聚合物微球能够选择性吸附复杂基质样品中的待测组份，以便对复杂基质中待测组份准确快速检测。

Magnetic molecularly imprinted polymer microspheres and their preparation methods and Applications

The invention discloses a magnetic molecularly imprinted polymer microspheres, which consists of the following components: (1) Fe3O4 (2) nanoparticles; functional polymer, the copolymer containing at least one ethylenically unsaturated carboxylic acid and styrene bonds; and (3) as the template molecule, the compound can form a hydrogen bond with functional polymer. The invention also relates to the preparation and application of magnetic molecularly imprinted polymer microspheres. The prepared magnetic molecularly imprinted polymer microspheres can selectively adsorb the components to be measured in complex matrix samples, so as to accurately and quickly detect the components to be measured in the complex matrix.

【技术实现步骤摘要】
磁性分子印迹聚合物微球及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种磁性分子印迹聚合物微球及其制备方法和应用。
技术介绍
复杂基质样品中痕量组份的分析通常包括两个部分：样品前处理与分析测定，其中分析测定为核心，而样品前处理为复杂基质样品中痕量组份准确分析测定的保障。样品前处理一般由两个部分组成：(1)提取，使样品中的待测痕量组份通过相似相溶原理转移至溶剂中的过程，常用方法有：索氏提取、液-液萃取、固-液萃取等；(2)净化：降低基质干扰，提高待测痕量组份检测的准确性，常用方法有：凝胶色谱法与层析柱法。复杂基质样品中痕量组份的快速分离与准确测定一直是分析检测行业追求的目标，而上述经典的前处理方法常常步骤繁琐、耗时长、净化效果不显著容易造成对待测痕量组份的假阳性误判且需要消耗大量的有机试剂。因此建立一种方便、快速、可靠的分离富集检测复杂基质样品中痕量组份的前处理方法显得尤为重要。磁性分子印迹聚合物微球兼具磁性材料与分子印迹技术的优点，在外加磁场作用下可快速与样品溶液或样品提取液分离且对待测组份有特异性吸附性能，可选择性吸附待测组份，降低基质干扰，可达到快速分离、准确分析测定复杂基质样品中待测组份的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种磁性分子印迹聚合物微球及其制备方法和应用，所制备的磁性分子印迹聚合物微球能够选择性吸附复杂基质样品中的待测组份，以便对复杂基质中待测组份准确快速检测。本专利技术所要解决的问题是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供了一种磁性分子印迹聚合物微球，其由以下组分构成：(1)Fe3O4纳米粒子；(2)功能聚合物，其为含有至少一个烯键式不饱和双键的羧酸与苯乙烯的共聚物；(3)模板分子，其为可与功能聚合物形成氢键的化合物。本专利技术还提供了一种磁性分子印迹聚合物微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将Fe3O4纳米粒子分散于氯仿中，得到Fe3O4磁流体；(2)将模板分子、功能聚合物和Fe3O4磁流体加入至氯仿中混合均匀，得到混合物A，在搅拌下将混合物A加入氢氧化钠水溶液中形成有机-无机纳米微球，去除氯仿，通过外加磁场作用收集产物，洗涤并干燥，得到磁性分子印迹聚合物微球。此外，本专利技术还提供了磁性分子印迹聚合物微球的用途，其用于复杂基质样品前处理中，选择性吸附复杂基质样品中的待测组份。所述磁性分子印迹聚合物微球用途，其特征在于如下进行：(1)吸附：将磁性分子印迹聚合物微球加入样品溶液或样品提取液中，通过振荡吸附，在外加磁场作用下将磁性分子印迹聚合物微球与样品溶液或样品提取液分离；(2)解吸：通过振荡用洗脱剂将磁性分子印迹聚合物微球解吸附，收集解吸液，减压蒸馏至近干，定容至1mL，用于仪器测定。本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术制备的磁性分子印迹聚合物微球对待测组份具有专一性与特异性，应用于复杂基质样品中待测组份的分离与检测，可降低其它成分对待测组份检测的干扰，且本专利技术制备的磁性分子印迹聚合物微球在外加磁场作用下可快速与样品溶液或样品提取液分离，对目标分子吸附解吸速率快，在提高样品前处理效率的同时可实现对目标分子的准确快速检测。(2)本专利技术在磁性分子印迹聚合物微球的制备及使用过程中所需化学试剂量较少。(3)本专利技术制备方法简单，易于操作，可行性强，因此在复杂基质样品前处理应用中有良好的发展前景。附图说明图1为本专利技术磁性分子印迹聚合物微球制备及应用操作步骤示意图。图2为本专利技术制备的Fe3O4纳米粒子透射电镜图。图3为本专利技术制备的磁性分子印迹聚合物微球扫描电镜图(图3-1.薄荷酮磁性分子印迹聚合物微球；图3-2.芳樟醇磁性分子印迹聚合物微球)图4为本专利技术制备的Fe3O4纳米粒子、功能聚合物、薄荷酮磁性分子印迹聚合物微球、芳樟醇磁性分子印迹聚合物微球及其相应磁性非印迹聚合物微球的红外光谱图(a.Fe3O4；b.功能聚合物；c.薄荷酮磁性分子印迹聚合物微球；d.薄荷酮磁性非分子印迹聚合物微球；e.芳樟醇磁性分子印迹聚合物微球；f.芳樟醇磁性非分子印迹聚合物微球)图5为本专利技术制备的Fe3O4纳米粒子、薄荷酮磁性分子印迹聚合物微球、芳樟醇磁性分子印迹聚合物微球及其相应磁性非印迹聚合物微球的X射线衍射图(a.Fe3O4；b.薄荷酮磁性分子印迹聚合物微球；c.薄荷酮磁性非分子印迹聚合物微球；d.芳樟醇磁性分子印迹聚合物微球；e.芳樟醇磁性非分子印迹聚合物微球；*为Fe3O4X射线衍射特征峰)具体实施方式本专利技术提供了一种磁性分子印迹聚合物微球，其由以下组分构成：(1)Fe3O4纳米粒子；(2)功能聚合物，其为含有至少一个烯键式不饱和双键的羧酸与苯乙烯的共聚物；(3)模板分子，其为可与功能聚合物形成氢键的化合物。在一个实施方案中，模板分子与功能聚合物的摩尔比为1:0.01-0.1，优选1:0.02-0.08；模板分子与Fe3O4纳米粒子的摩尔比0.1-0.3，优选0.12-0.28，更优选0.14-0.26，其中Fe3O4纳米粒子为Fe3O4磁流体形式，Fe3O4磁流体为3-25mg/mL，优选8-20mg/mL，更优选10-15mg/mL的Fe3O4纳米粒子的氯仿溶液。在一个实施方案中，其中至少含有一个不饱和双键的羧酸为C3-C6烯烃基羧酸，例如丙烯酸或甲基丙烯酸；其中模板分子为含至少一个羰基或羟基的化合物，例如芳樟醇或薄荷酮；其中功能聚合物，平均分子量在20000-30000之间。本专利技术还提供了一种磁性分子印迹聚合物微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将Fe3O4纳米粒子分散于氯仿中，得到Fe3O4磁流体；(2)将模板分子、功能聚合物和Fe3O4磁流体加入至氯仿中混合均匀，得到混合物A，在搅拌下将混合物A加入氢氧化钠水溶液中形成有机-无机纳米微球，去除氯仿，通过外加磁场作用收集产物，洗涤并干燥，得到磁性分子印迹聚合物微球。在一个实施方案中其中Fe3O4纳米粒子如下制备：将浓度为50-100g/L的氢氧化钠溶液、无水乙醇、油酸以及浓度为0.1-0.5mol/L(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液均匀混合，加热下反应，得到的Fe3O4纳米粒子；其中NaOH溶液、无水乙醇、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液与油酸的体积比为(0.5-1):(1-1.5):(0.5-2.5):1。在一个实施方案中，将氯仿、苯乙烯、含有至少一个烯键式不饱和双键的羧酸及偶氮二异丁腈加热反应，所得反应液依次用甲醇、氯仿溶解并分离、纯化得到功能聚合物；其中氯仿、苯乙烯、羧酸的体积比为(20-10):(4-1.5):1，优选(18-12):(3.5-2):1，例如15:2.5:1；其中偶氮二异丁腈的用量为10-25g/L苯乙烯，优选15-25g/L苯乙烯，优选20g/L苯乙烯。在一个具体实施方案中，本专利技术提供的磁性分子印迹聚合物微球的制备方法如下所示：(1)Fe3O4纳米粒子的制备：采用LSS法制备Fe3O4纳米粒子，其制备过程如下：将100g/L的NaOH溶液、无水乙醇依次加入聚四氟乙烯反应釜中，搅拌均匀，加入油酸，继续搅拌至溶液均匀，加入0.5mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液继续搅拌至反应釜内溶液呈均匀棕褐色胶体溶液，将反应釜密封，置于烘箱中加热反应；其中NaOH溶液、无水乙醇、(NH4)2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性分子印迹聚合物微球，其由以下组分构成：(1)Fe3O4纳米粒子；(2)功能聚合物，其为含有至少一个烯键式不饱和双键的羧酸与苯乙烯的共聚物；(3)模板分子，其为可与功能聚合物形成氢键的化合物。

【技术特征摘要】
1.一种磁性分子印迹聚合物微球，其由以下组分构成：(1)Fe3O4纳米粒子；(2)功能聚合物，其为含有至少一个烯键式不饱和双键的羧酸与苯乙烯的共聚物；(3)模板分子，其为可与功能聚合物形成氢键的化合物。2.权利要求1所述的磁性分子印迹聚合物微球，其中模板分子与功能聚合物的摩尔比为1:0.01-0.1，优选1:0.02-0.08；模板分子与Fe3O4纳米粒子的摩尔比为1:0.1-0.3，优选1:0.12-0.28，其中Fe3O4纳米粒子为Fe3O4磁流体形式，Fe3O4磁流体为3-25mg/mL，优选8-20mg/mL，更优选10-15mg/mL的Fe3O4纳米粒子的氯仿溶液。3.权利要求1所述的磁性分子印迹聚合物微球，其中至少含有一个不饱和双键的羧酸为C3-C6烯烃基羧酸，例如丙烯酸或甲基丙烯酸；其中模板分子为含至少一个羰基或羟基的化合物，例如芳樟醇或薄荷酮；其中功能聚合物，平均分子量在20000-30000之间。4.一种磁性分子印迹聚合物微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将Fe3O4纳米粒子分散于氯仿中，得到Fe3O4磁流体，浓度为3-25mg/mL；(2)将模板分子、功能聚合物和Fe3O4磁流体加入至氯仿中混合均匀，得到混合物A，在搅拌下将混合物A加入氢氧化钠溶液中形成有机-无机纳米微球，去除氯仿，通过外加磁场作用收集产物，洗涤并干燥，得到磁性分子印迹聚合物微球。5.权利要求4所述的制备方法，其中Fe3O4纳米粒子如下制备：将浓度为50...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，鹿毅，殷超，赵建勇，刘莉，任水英，丁春瑞，李静，孙蕾，封顺，袁辉，田蕾，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，西南交通大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65