专利名称：一种丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种分子印迹吸附材料的制备方法与应用技术，具体地，涉及一种丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，及在快速检测水产品和水中孔雀石绿的方法中的应用技术。
背景技术：
孔雀石绿是一种带有金属光泽的绿色结晶体，属三苯甲烷类染料，上个世纪中叶被广泛应用于制陶业、纺织业、皮革业及食品和细胞化学染色剂。自1933年起作为驱虫齐U、杀菌剂、防腐剂应用于水产养殖业中，曾用于预防与治疗各类水产动物的水霉病、鳃霉病和小瓜虫病等，特别在水霉病的治疗中，表现出特效。但由于孔雀石绿及其代谢产物具 有抑制胆碱酯酶活性、高毒、高残留及致癌、致畸、致突变等副作用，对人体危害很大，世界上许多国家已将其列为水产养殖禁用药物，1993年美国FDA将孔雀石绿列为优先研究的致癌性化学物质。我国于2002年5月将孔雀石绿列入《食品动物禁用的兽药及其化合物清单》(农业部公告193号)。《中华人民共和国农业行业标准无公害食品渔用药物使用准则》(NY507122002)中已将孔雀石绿列为水产养殖禁用药物。但由于其效果显著、价格低廉，在水霉病防治领域尚未出现更好的替代品，目前仍被水产养殖业者广泛使用，为了保证食用者健康，孔雀石绿及其代谢产物是近年来食用水产品卫生安全中重点监控的有机污染物之一。因此，快速、准确检测水产品中孔雀石绿十分重要的意义，但由于水产品的基质比较复杂，给检测带来了困难，因此要采用分离的手段，将孔雀石绿从基体分离再进行检测；而养殖水产品的水中含孔雀石绿的量很低，达不到各种分析方法的检测限，需要富集后才能准确测定，因此合成一种对孔雀石绿特异选择性的吸附材料对分离、检测孔雀石绿十分重要。具有分子识别功能的高选择性材料，一直受到人们的关注，分子印迹技术是当前制备高选择性材料的主要方法之一。依据此技术制备的分子印迹聚合物，由于对印迹分子的立体结构具有“记忆”功能而表现预定、专一的识别性能，在分离科学、生物模拟科学等领域有十分广阔的应用前景。申请号为200710304752. 7的专利中公开一种孔雀石绿分子印迹聚合物的制备方法，印迹聚合物的传统制备方法是将模板分子、功能单体、交联剂和引发剂按一定配比溶解在溶剂(致孔剂)中，在适当条件下引发聚合后得到块状的高度交联刚性聚合物，目前报道的孔雀石绿分子印迹聚合物都是按这种方法合成的；然后经粉碎、过筛而得到尺寸符合要求的颗粒。此方法所需装置简单，普适性强，但通常存在以下问题(1)在研磨过程中可控性差，不可避免地产生一些不规则颗粒，同时破坏部分印迹点，经筛分后获得的合格颗粒一般低于50%，造成明显浪费；(2)存在模板分子包埋过深、难以洗脱、模板渗漏和机械性能低；(3)印迹位点分布不均一，一部分处于颗粒孔避上，其传质速率较快，而另一些包埋在聚合物本体之中，受位阻影响，可接近性差，再结合模板分子的速率慢，从而降低了印迹位点的利用率。为了解决上述问题，表面印迹作为一种新的方法近年来成为研究的热点，所谓表面分子印迹就是采取一定的措施把所有的结合位点结合在具有良好可接近性的表面上，从而有利于模板分子的脱除和再结合。所以选择理想的支持体合成表面印迹吸附材料很重要，目前所用的支持体主要是碳微球和硅胶颗粒，申请号为200410072308. 3,201010156001. 7,201010242495. O的专利中公开都是以硅胶球为支持的印迹吸附材料；申请号为201010137822. 6的专利中公开一种以碳微球为支持的印迹吸附材料。资源短缺和环境污染已经成为当今世界的两大主要问题，因此，利用天然可再生资源，开发环境友好型产品和技术将成为可持续发展的必然趋势。丝瓜络是地球非常丰富的再生资源，具有质轻价廉、无毒、比表面积大、机械性能好、可降解和环境友好等特点，而且其具有亲水性，还带有丰富的配位基、很容易进行化学改性，是理想聚合物支持体。国内丝瓜络改性后作为吸附剂的应用，在申请号为200810034735.0的专利中公开了丝瓜络的碱化改性方法及其应用；在申请号为200810034737. X的专利中公开了醚化丝瓜络的制备方法及其在金属离子吸附中的应用，在申请号为200910019165. 2的专利中公开了巯基官能化丝瓜络的制备方法及其在金属离子吸附中的应用；在申请号为201010293 780. 5的专利中公开了丝瓜络表面铅离子印迹吸附材料的制备及其对铅离子吸附中的应用；在申请号为201010293776. 9的专利中公开了一种三聚氰胺分子印迹吸附材料的制备方法及其对三聚氰胺吸附中的应用，是以丝瓜络为支持载体。国外对丝瓜络化学改性和吸附性能也有研究，Nasreen等研究了采用丝瓜络为固定化载体，附着对金属离子有特殊吸附功能的微球藻，用以处理含Cd2+污水。而用丝瓜络作为支持体合成孔雀石绿分子印迹吸附材料的未见公开的专利和文献报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，主要是以丝瓜络为支持载体，在其表面印迹上孔雀石绿分子，合成对孔雀石绿分子具有高选择性、有特异识别能力的吸附材料。本发明的目的通过如下技术方案实现。一种丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，特征在于该方法具有以下工艺步骤(I)碱化丝瓜络将天然材料丝瓜络与适量的质量百分浓度为8 12%的NaOH水溶液，室温下浸泡20 30h,在该碱性体系共沸反应O. 5 I. 5h,冷却后用去离子水洗漆至中性，抽滤后80°C烘干，得碱化丝瓜络；(2)巯基丝瓜络制备特点是在反应器中，按如下组成质量百分比加入，巯基乙酸25 40%，四氢呋喃32 50%，碱化丝瓜15 30%，浓硫酸0. 10 0.5%，各组分含量之和为百分之百，加塞，于40±2°C下，反应30 45h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基丝瓜络；(3)烷基化丝瓜络制备特点是在反应器中，按如下组成质量百分比加入，丙酮50 75%，苯基-三甲氧硅烷5 15%，巯基丝瓜络12 30%，各组分含量之和为百分之百，加塞，室温下混合均匀，静止反应O. 5 I. 5h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在80±2°C烘箱中干燥，得到烷基化丝瓜络；(4)丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备按如下组成质量百分比加入，四氢呋喃45 65%，孔雀石绿0. 4 I. 2%，衣康酸2. O 7. 5%，甲基丙烯酸1. O 4.2%,乙二醇二甲基丙烯酸酯15 36%，烷基化丝瓜络10 28%，偶氮二异丁腈O. 3 I. 0%，各组分含量之和为百分之百，通入惰性气体5 15min除去氧气，密封与空气隔绝，于65 70°C恒温水浴中反应20 30h，过滤洗涤；(5)模板离子的脱除以O. 3mol/L O. 6mol/L的盐酸丙酮溶液索氏萃取10 15h，再用乙腈洗涤，洗到洗涤液检测不到孔雀石绿为止，置于40±2°C真空干燥箱中干燥，即为丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料.本发明的另一个目的是提供丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料在水产品分析中对孔雀石绿识别及吸附中的应用。特征为将制备好的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料直接在水溶液中，按静态法吸附；还可以将制备好的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制作成吸附柱，按动态法吸附，其流速为O. 10 O. 45mL/min。吸附后用O. 3mol/
L O. 6mol/L的盐酸丙酮溶液洗脱，洗脱液用分光光度法测定孔雀石绿的含量。本发明的优点及效果是(I)本发明制备丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料，由于是在丝瓜络表面修
饰上分子印迹聚合物，其吸附位点都在吸附剂的表面，有利于模板分子吸附和洗脱，洗脱时
间短，吸附能力强、效率高，其对孔雀石绿分子最大吸附容量为312mg/g，最高吸附率可达
95%。所用的支持原料丝瓜络来源广泛，可生物降解，并且是再生资源，大量使用可带动我
国农业尤其是贫困落后地区的农业产业化进程，提高农民的收入，具有经济和社会双重效.、
Mo(2)本发明丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备过程简单，条件易于控制，生产成本低。(3)本发明获得高选择性吸附材料是丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料，以衣康酸和.甲基丙烯酸为双功能单体，与孔雀石绿为印迹分子，丝瓜络为支持体，再加交联剂采用本体聚合的方法制备丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料。该法制得的孔雀石绿分子印迹聚合物具有特定的空穴，对孔雀石绿具有特异的识别能力，选择性较高，对其它共存物质不吸附。(4)本发明制备丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料，有良好的物理化学稳定性和优异的机械稳定性，对孔雀石绿分子吸附操作简单。
图I为葡聚糖凝胶扫描电镜图；图2为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的扫描电镜具体实施例方式实施例I(I)丝瓜络预处理丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用20目的筛子过筛；(2)碱化丝瓜络制备将粉碎的丝瓜络按总质量的50%，用浓度为8%的NaOH水溶液，室温下浸泡24h，在该碱性体系共沸lh，冷却后用去离子水洗涤至pH为7，抽滤后在80°C下烘干，得到碱化的丝瓜络；(3)巯基丝瓜络制备在具塞的三角瓶中，加入18mL巯基乙酸，20mL四氢呋喃，8g碱化的丝瓜络，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应40h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基丝瓜络；(4)烷基化丝瓜络制备在四口烧瓶中加入18mL丙酮，加入2. OmL苯基-三甲氧硅烷，加入5. Og巯基丝瓜络，加塞，室温下混合均匀，静止反应I. 0h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮 洗涤后，放在80°C烘箱中干燥，得到烷基化丝瓜络；(5)丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入30mL四氢呋喃，加入O. 3g孔雀石绿，加入I. 5g衣康酸，加入2. OmL甲基丙烯酸，加入8. Og乙二醇二甲基丙烯酸酯，加入IOg烧基化丝瓜络,加入O. Ig偶氮二异丁腈,通入氮气IOmin除去氧气，密封与空气隔绝，于70°C恒温水浴中反应24h，过滤洗涤；(6)模板离子的脱除以O. 3mol/L的盐酸丙酮溶液索氏萃取12h，再用乙腈洗涤，洗到洗涤液检测不到孔雀石绿为止，置于40°C真空干燥箱中干燥，即为丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料。实施例2(I)丝瓜络预处理丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用20目的筛子过筛；(2)碱化丝瓜络制备将粉碎的丝瓜络按总质量的50%，用浓度为8%的NaOH水溶液，室温下浸泡24h，在该碱性体系共沸lh，冷却后用去离子水洗涤至pH为7，抽滤后在80°C下烘干，得到碱化的丝瓜络；(3)巯基丝瓜络制备在具塞的三角瓶中，加入18mL巯基乙酸，20mL四氢呋喃，8g碱化的丝瓜络，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应40h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基丝瓜络；(4)烷基化丝瓜络制备在四口烧瓶中加入20mL丙酮，加入5. OmL苯基-三甲氧硅烷，加入IOg巯基丝瓜络，加塞，室温下混合均匀，静止反应I. 0h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在80°c烘箱中干燥，得到烷基化丝瓜络；(5)丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入35mL四氢呋喃，加入O. 5g孔雀石绿，加入2. 5g衣康酸，加入2. OmL甲基丙烯酸，加入12g乙二醇二甲基丙烯酸酯，加入15g烧基化丝瓜络,加入O. 2g偶氮二异丁腈,通入氮气IOmin除去氧气,密封与空气隔绝，于70°C恒温水浴中反应24h，过滤洗涤；(6)模板离子的脱除以O. 5mol/L的盐酸丙酮溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗涤，洗到洗涤液检测不到孔雀石绿为止，置于40°C真空干燥箱中干燥，即为丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料。实施例3(I)丝瓜络预处理丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用20目的筛子过筛；(2)碱化丝瓜络制备将粉碎的丝瓜络按总质量的50%，用浓度为10%的NaOH水溶液，室温下浸泡30h,在该碱性体系共沸O. 6h,冷却后用去离子水洗漆至pH为7,抽滤后在80°C下烘干，得到碱化的丝瓜络；(3)巯基丝瓜络制备在具塞的三角瓶中，加入12mL巯基乙酸，20mL四氢呋喃，IOg碱化的丝瓜络，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应45h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40°C烘箱中干燥，得到疏基丝瓜络；(4)烷基化丝瓜络制备在四口烧瓶中加入30mL丙酮，加入4. OmL苯基-三甲氧硅烷，加入7. Og巯基丝瓜络，加塞，室温下混合均匀，静止反应I. 0h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在80°C烘箱中干燥，得到烷基化丝瓜络；(5)丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入40mL四氢呋喃，加入O. 4g孔雀石绿，加入2. Og衣康酸，加入2. OmL甲基丙烯酸，加入20g乙二醇二甲基 丙烯酸酯，加入16g烧基化丝瓜络,加入O. 3g偶氮二异丁腈,通入氮气IOmin除去氧气,密 封与空气隔绝，于70°C恒温水浴中反应24h，过滤洗涤；(6)模板离子的脱除以O. 3mol/L的盐酸丙酮溶液索氏萃取15h，再用乙腈洗涤，洗到洗涤液检测不到孔雀石绿为止，置于40°C真空干燥箱中干燥，即为丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料。实施例4(I)丝瓜络预处理丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用20目的筛子过筛；(2)碱化丝瓜络制备将粉碎的丝瓜络按总质量的50%，用浓度为10%的NaOH水溶液，室温下浸泡30h,在该碱性体系共沸O. 6h,冷却后用去离子水洗漆至pH为7,抽滤后在80°C下烘干，得到碱化的丝瓜络；(3)巯基丝瓜络制备在具塞的三角瓶中，加入12mL巯基乙酸，20mL四氢呋喃，IOg碱化的丝瓜络，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应45h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40°C烘箱中干燥，得到疏基丝瓜络；(4)烷基化丝瓜络制备在四口烧瓶中加入30mL丙酮，加入3. OmL苯基-三甲氧硅烷，加入IOg巯基丝瓜络，加塞，室温下混合均匀，静止反应I. 0h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在80°c烘箱中干燥，得到烷基化丝瓜络；(5)丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入50mL四氢呋喃，加入O. 4g孔雀石绿，加入2. Og衣康酸，加入2. OmL甲基丙烯酸，加入14g乙二醇二甲基丙烯酸酯，加入IOg烧基化丝瓜络,加入O. 2g偶氮二异丁腈,通入氮气IOmin除去氧气,密封与空气隔绝，于70°C恒温水浴中反应24h，过滤洗涤；(6)模板离子的脱除以O. 5mol/L的盐酸丙酮溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗涤，洗到洗涤液检测不到孔雀石绿为止，置于40°C真空干燥箱中干燥，即为丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料。实施例5丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料应用方法动态法吸附，样品中孔雀石绿的检测，分离后采用分光光度法检测，其具体方法的步骤如下
(I)萃取柱的制备将制备好的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料，以水为匀浆液，进行湿法装柱，该柱用水多次备用；(2)对于含有孔雀石绿样品，用丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料采用动态吸附的方法进行处理，以O. 20mL/min的流速通过吸附柱，吸附后用O. 5mol/L的盐酸丙酮洗脱，洗脱液用分光光度法测定孔雀石绿的含量。实施例6丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料应用方法静态法吸附，样品中孔雀石绿的检测，分离后采用分光光度法检测，其具体方法如下取不同浓度的孔雀石绿水溶液，在相同条件下加入等量的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料，震荡吸附20min吸附，分离后，用O. 4mol/L的盐酸丙酮溶液，用分光光度法测定清液中孔雀石绿的浓度。获得的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹材对其对孔雀石绿分子最大吸附容量为 31211^/^，最高吸附率可达95%。
权利要求
1.ー种丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是在于该方法具有以下エ艺步骤 (1)碱化丝瓜络将天然材料丝瓜络与适量的质量百分浓度为8 12%的NaOH水溶液，室温下浸泡20 30h,在该碱性体系共沸反应O. 5 I. 5h,冷却后用去离子水洗漆至中性，抽滤后80°C烘干，得碱化丝瓜络； (2)巯基丝瓜络制备特点是在反应器中，按如下组成质量百分比加入，巯基こ酸25 40 %，四氢呋喃32 50 %，碱化丝瓜15 30 %，浓硫酸0. 10 O. 5 %，各组分含量之和为百分之百，加塞，于40±2°C下，反应30 45h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基丝瓜络； (3)烷基化丝瓜络制备特点是在反应器中，按如下组成质量百分比加入，丙酮50 75%，苯基-三甲氧硅烷5 15%，巯基丝瓜络12 30%，各组分含量之和为百分之百，加塞，室温下混合均匀，静止反应O. 5 I. 5h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在80±2°C烘箱中干燥，得到烷基化丝瓜络； (4)丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料制备按如下组成质量百分比加入，四氢呋喃45 65%，孔雀石绿0. 4 1.2%，衣康酸2. O 7. 5%，甲基丙烯酸1. O 4.2%，こニ醇ニ甲基丙烯酸酯15 36%，烷基化丝瓜络10 28%，偶氮ニ异丁腈0. 3 I.0%，各组分含量之和为百分之百，通入惰性气体5 15min除去氧气，密封与空气隔绝，于65 70°C恒温水浴中反应20 30h，过滤洗涤； (5)模板离子的脱除以O.3mol/L O. 6mol/L的盐酸丙酮溶液索氏萃取10 15h，再用こ腈洗涤，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于40±2°C真空干燥箱中干燥，即为丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料。
2.根据权利要求I所述的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是衣康酸与甲基丙烯酸的摩尔比为I : O. 8 I. 2。
3.根据权利要求I步骤(4)中所述的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是惰性气体为氩气，氮气。
4.根据权利要求I步骤(4)中所述的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是通入惰性气体时间不能少于5min。
5.根据权利要求I制备的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹材料对孔雀石绿选择性吸附分离的应用。
全文摘要
本发明公开了一种丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料，其特征是选用丝瓜络为基体材料，以孔雀石绿为模板分子，衣康酸和甲基丙烯酸作为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，偶氮二异丁腈作为引发剂，四氢呋喃作为溶剂制备获得聚合物后，以盐酸丙酮混合溶液除去孔雀石绿模板分子，还提供了上述的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料的应用方法，本发明的丝瓜络表面孔雀石绿分子印迹吸附材料可在常温常压条件下在水溶液中将孔雀石绿分离富集，具有特异性和选择性及良好的机械性能，有很好的化学稳定性，吸附速度快，容易洗脱，可生物降解，工艺简单，具有再生能力，并具有环境友好等优点，可提高孔雀石绿的检测限。
文档编号G01N1/28GK102814168SQ201210344298
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者李慧芝, 许崇娟, 庄海燕, 裴梅山, 郭晓莹 申请人:济南大学