本发明专利技术涉及一种磁性杂环胺分子印迹复合材料及其制备方法和应用，属于高分子材料领域。本发明专利技术的磁性杂环胺分子印迹复合材料，包括磁性粒子内核和包覆在磁性粒子内核表面的杂环胺模板分子印迹聚合物外壳，所述分子印迹聚合物外壳表面化学键合有亲水性聚合链段，所述亲水性聚合链段中的亲水性基团为羧基和/或羟基。本发明专利技术的磁性杂环胺分子印迹复合材料，以磁性粒子为内核，内核上包覆有杂环胺模板分子印迹聚合物外壳，该外壳中的印迹位点为杂环胺的吸附提供了高选择性和高吸附容量，由于外壳表面接枝有亲水性聚合链段，可有效抵抗水性复杂介质中干扰物质的干扰，提高磁性杂环胺分子印迹复合材料在水性介质下的吸附选择性。子印迹复合材料在水性介质下的吸附选择性。
【技术实现步骤摘要】
一种磁性杂环胺分子印迹复合材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及一种磁性杂环胺分子印迹复合材料及其制备方法和应用，属于高分子材料领域。
技术介绍
[0002]分子印迹聚合物是一种高度交联的、能够对模板分子形状和功能基进行记忆的三维高分子网络。分子印迹聚合物具有制备过程简单、耐热性与化学稳定性好、对模板分子选择识别性高等优点，被广泛应用于固相萃取、色谱分离、化学仿生传感器、模拟酶催化、药物传输等领域。
[0003]磁性材料具有超顺磁性，可利用外加磁场从介质中方便地分离，因此是一种应用效果优良的样品预处理分离材料。通过在磁性材料表面改性等，可在其表面引入多种功能基团和功能位点，实现对目标化合物的高效富集和快速分离。磁性材料与分子印迹材料相结合，即具有分子印迹材料选择性吸附的特点，又具有磁性材料易分离的特性，可极大简化在复杂介质中对目标化合物的富集和分离过程。
[0004]杂环胺类化合物是一类含有氮杂环的多环芳香族化合物，通常具有高致癌和致突变性。杂环胺对食品的污染以及所造成的健康危害已成为食品安全和风险评估领域关注的热点问题之一。人体对杂环胺的暴露途径主要有食用烹炸肉食品和卷烟烟气暴露等。当前关注度较高的杂环胺主要有2
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氨基
‑
3甲基咪唑并[4,5
‑
f]喹啉(IQ)、2
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氨基
‑1‑
甲基
‑6‑
苯基咪唑并[4,5
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b]吡啶(PhIP)、2
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氨基
‑
3,8
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二甲基咪唑并喹喔啉(MeIQx)、1
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甲基
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9H
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吡啶并[3,4
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b]吲哚(Harman)、9H
‑
吡啶并[3,4
‑
b]吲哚(Norharman)、2
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氨基
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9H
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吡啶[2,3
‑
b]吲哚(AαC)、2
‑
氨基
‑3‑
甲基
‑
9H
‑
吡啶[2,3
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b]吲哚(MeAαC)等，其中IQ、PhIP及MeIQx在肉食品中含量较高，而卷烟烟气中杂环胺则以Harman、Norharman、AαC和MeAαC为主。在分析尿液、血液等生物样品中杂环胺含量时，由于基质复杂、基体干扰严重，且杂环胺含量水平极低，通常需要对样品进行复杂的前处理，但是这些前处理过程操作繁琐，耗时耗力，采用传统方法检测尿液、血液等生物样品杂环胺具有难度和挑战。
[0005]为了更加方便地对生物样品中的杂环胺进行分离和富集，中国专利文献CN103467654A公开了一种磁性杂环胺分子印迹聚合物，该聚合物以Fe3O4纳米粒子作为核心，核外包裹着分子印迹材料，所述的分子印迹材料使用杂环胺作为模板分子，甲基丙烯酸作为功能单体，三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯作为交联剂，偶氮二异丁腈作为引发剂制备得到。该磁性杂环胺分子印迹聚合物用于吸附分离有机相中的杂环胺时，具有高选择性、吸附容量大、分离速度快，抗干扰能力强的优点。但是生物样品(例如尿液、血液等)中的杂环胺通常在水性介质中，然而分子印迹聚合物在水性介质、特别是复杂水性介质中分子识别性能显著降低，严重限制了它们在水性介质中的广泛应用。因此，开发适用于水性体系(例如，生物样品)中杂环胺吸附的印迹材料，对于杂环胺的分析检测具有重要意义。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种可用于吸附水性介质中杂环胺的磁性杂环胺分子印迹复合材料。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供一种磁性杂环胺分子印迹复合材料的制备方法。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提供一种磁性杂环胺分子印迹复合材料在吸附水性体系中杂环胺中的应用。
[0009]为了实现以上目的，本专利技术的磁性杂环胺分子印迹复合材料所采用的技术方案为：
[0010]一种磁性杂环胺分子印迹复合材料，包括磁性粒子内核和包覆在磁性粒子内核表面的杂环胺模板分子印迹聚合物外壳，所述分子印迹聚合物外壳表面化学键合有亲水性聚合链段，所述亲水性聚合链段中的亲水性基团为羧基和/或羟基。
[0011]本专利技术的磁性杂环胺分子印迹复合材料，以磁性粒子为内核，内核上包覆有杂环胺模板分子印迹聚合物外壳，该外壳中的印迹位点为杂环胺的吸附提供了高选择性和高吸附容量，由于外壳表面化学键合有以羧基和/或羟基为亲水性基团的亲水性聚合链段，利用羧基和/或羟基的亲水性、荷电性作用可有效抵抗水性复杂介质中干扰物质(如蛋白质等)的非选择性吸附和干扰，提高磁性杂环胺分子印迹复合材料在水性介质下的吸附选择性，进而可有效克服一般分子印迹材料在水性体系中吸附性能大幅降低的缺陷，拓展了分子印迹材料的应用范围。由于本专利技术的磁性杂环胺分子印迹复合材料中含有磁性粒子，因此，在完成对水性介质中杂环胺的吸附后，可以通过磁性物质实现简单快速分离。
[0012]优选地，所述亲水性聚合链段是以甲基丙烯酰甘氨酰甘氨酸和/或甲基丙烯酸羟乙酯作为聚合单体经过聚合反应形成。
[0013]优选地，所述杂环胺模板分子印迹聚合物是以杂环胺类化合物为模板分子，以含羧基聚合单体为功能单体，以交联型单体为交联剂在链转移剂和引发剂的作用下通过可逆加成断裂链转移聚合法进行聚合反应，然后去除聚合反应所得聚合物中的模板分子得到的；所述含羧基聚合单体具有至少1个以上的烯属碳碳不饱和双键；所述交联型单体具有至少2个以上的烯属碳碳不饱和双键。
[0014]优选地，所述杂环胺类化合物为哈尔碱和/或9H
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吡啶并[2,3
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b]吲哚。优选地，所述含羧基聚合单体为亚甲基丁二酸和/或甲基丙烯酸。优选地，所述交联型单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯。优选地，所述链转移剂为二硫代苯甲酸(4
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氰基戊酸)酯。优选地，所述引发剂为偶氮类引发剂。例如，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二氰基戊酸。
[0015]优选地，所述亲水性聚合链段是以包覆有杂环胺模板分子印迹聚合物的磁性粒子作为链转移剂，将甲基丙烯酰甘氨酰甘氨酸和/或甲基丙烯酸羟乙酯作为聚合单体通过可逆加成断裂链转移聚合反应接枝到所述杂环胺模板分子印迹聚合物上形成。
[0016]优选地，所述磁性粒子为四氧化三铁磁性粒子。
[0017]优选地，所述四氧化三铁磁性粒子是由亚铁离子和铁离子在液相碱性环境中通过共沉淀法制备得到。
[0018]优选地，亚铁离子与铁离子的摩尔比为0.55:1。优选地，所述液相碱性环境的pH为9～10。优选地，所述共沉淀法包括以下步骤：采用碱性化合物将含有亚铁离子和铁离子的溶液的pH调至9～10，然后升温至60℃，反应1h，再升温至80℃，继续反应3h。
[0019]优选地，四氧化三铁磁性粒子的制备方法中，反应结束后，将反应结束本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁性杂环胺分子印迹复合材料，其特征在于，包括磁性粒子内核和包覆在磁性粒子内核表面的杂环胺模板分子印迹聚合物外壳，所述分子印迹聚合物外壳表面化学键合有亲水性聚合链段，所述亲水性聚合链段中的亲水性基团为羧基和/或羟基。2.如权利要求1所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料，其特征在于，所述亲水性聚合链段是以甲基丙烯酰甘氨酰甘氨酸和/或甲基丙烯酸羟乙酯作为聚合单体经过聚合反应形成。3.如权利要求1或2所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料，其特征在于，所述杂环胺模板分子印迹聚合物是以杂环胺类化合物为模板分子，以含羧基聚合单体为功能单体，以交联型单体为交联剂在链转移剂和引发剂的作用下通过可逆加成断裂链转移聚合法进行聚合反应，然后去除聚合反应所得聚合物中的模板分子得到的；所述含羧基聚合单体具有至少1个以上的烯属碳碳不饱和双键；所述交联型单体具有至少2个以上的烯属碳碳不饱和双键。4.如权利要求3所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料，其特征在于，所述杂环胺类化合物为哈尔碱和/或9H
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吡啶并[2,3
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b]吲哚。5.如权利要求3所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料，其特征在于，所述含羧基聚合单体为亚甲基丁二酸和/或甲基丙烯酸；所述交联型单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述链转移剂为二硫代苯甲酸(4
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氰基戊酸)酯；所述引发剂为偶氮类引发剂。6.如权利要求1或2所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料，其特征在于，所述磁性粒子为四氧化三铁磁性粒子。7.一种磁性杂环胺分子印迹复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在磁性粒子表面包覆杂环胺模板分子印迹聚合物层，得到包覆材料；(2)采用化学接枝法在包覆材料表面化学键结合亲水性聚合链段；所述亲水性聚合链段中的亲水性基团为羧基和/或羟基。8.如权利要求7所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料的制备方法，其特征在于，在磁性粒子表面包覆杂环胺模板分子印迹聚合物层的方法包括以下步骤：将包括磁性粒子、杂环胺类化合物模板分子、含羧基聚合单体、交联型单体、链转移剂和引发剂的反应体系通过可逆加成断裂链转移聚合法进行聚合反应，然后去除聚合反应所得产物中的模板分子；所述含羧基聚合单体具有至少1个以上的烯属碳碳不饱和双键；所述交联型单体具有至少2个以上的烯属碳碳不饱和双键。9.如权利要求8所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料的制备方法，其特征在于，所述杂环胺类化合物为哈尔碱和/或9H
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吡啶并[2,3
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b]吲哚。10.如权利要求8所述的磁性杂环胺分子印迹复合材料的制备方法，其特征在于，所述含羧基聚合单体为亚甲基丁二酸和/或甲基丙烯酸；所述交联型单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙培健，聂聪，王宜鹏，颜权平，孙学辉，贾云祯，杨松，潘立宁，彭斌，赵阁，张晓兵，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：
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