本发明属于材料制备和分离
技术领域：
，特指一种聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜的制备方法及其用途。
背景技术：
：双酚A(BPA)作为一种化工原料，主要用于生产聚碳酸酯塑料、环氧树脂、阻燃剂、抗氧化剂、涂料和农药等，下游产品广泛用于食品包装、塑料制品等各种与人体直接接触的日常生活用品中，因此双酚A可以通过各种途径进入到环境介质中。同时，双酚A还是一种具有较强生物毒性和内分泌干扰作用的环境雌激素，且难于降解，易在生物体内蓄积，能与人体的内源激素雌二醇竞争结合雌激素受体，在即使痕量的条件下也会造成人体很多疾病的发生，包括糖尿病、前列腺癌和乳腺癌等与激素有关的癌症。因此，迫切需要准确测定食品中BPA的含量，以保障人类健康。目前，检测食品中BPA含量的测定方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法以及它们的各种联用技术。由于双酚A具有较强的极性，容易被复杂的样品基体所吸附，因此在进行色谱分析之前，需要对其进行提取、分离和富集。常用的样品预处理方法有液液萃取、固相萃取、基质固相分散、加速溶剂萃取、固相微萃取，以及液液微萃取等。这些萃取方法虽然在一定程度上解决了双酚A的分离分析问题，但也存在不足，主要体现在：不具有专一性吸附性能，在萃取目标分析物的同时，一些结构和性质相近的共存干扰物也能被萃取。当目标分析物浓度非常低，共存干扰物浓度较大时，这种竞争吸附作用会对随后的分离检测，如物质分离度、分析精密度和准确度等产生不利影响。因此，我们急需一种可以快速、操作简便、和高灵敏度检测痕量BPA的方法。分子印迹膜(MolecularlyImprintedMembrane,MIM)是分离功能材料领域的一种具有重要意义的研究方向，它是是指包含或由分子印迹聚合物组成的一类膜，通过聚合物对模板分子的记忆识别性能达到分子识别的目的，其分子空间识别能力强，可实现高选择性分离；基本思路是在聚合介质中加入印迹分子，成膜后将印迹分子除去，印迹聚合层网状结构中就留下了与印迹分子尺寸大小相匹配的空穴，生成的印迹膜与印迹分子之间存在相互作用，将其用于分离印迹分子与其它物质构成的混合物时，印迹膜能识别出印迹分子，从而有效地将目标物从混合物中分离。将分子印迹膜技术与高灵敏度的荧光检测技术相结合，制备得到具有荧光特性的荧光MIM，MIM在特异性分离BPA的同时，可以根据荧光信号的改变测定所结合的BPA含量,两者的结合可同时满足抗干扰、高灵敏度、高特异性和高稳定性的需求，因此在食品样品中BPA的分析检测方面具有广阔的应用前景。技术实现要素：本发明是以醋酸纤维素(CA)为基质，壳聚糖(CHI)为功能聚合物，聚酰胺-胺包裹的稀土铕配合物(PAMAM-Eu(TTA)3phen)为添加剂，合成对双酚A(BPA)分子有专一识别特性的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜，并用于对水溶液中双酚A的选择性检测识别和分离，该聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜对双酚A分子具有较高的选择性和吸附性。本发明的技术方案是：一种聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1、将0.225～0.675g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于10～30mL的乙醇中，用1～4mol/LNaOH溶液调pH＝8.0，得到混合液A；步骤2、称取0.06～0.18g的三氧化二铕(Eu2O3)，滴加1～3mL浓盐酸使三氧化二铕溶解，再加入3～10mL的去离子水，滴入步骤1中的混合液A中，升温至60℃，磁力搅拌0.5h，得到混合液B；步骤3、将0.06～0.18g邻菲咯啉(Phen)溶于3～10mL的乙醇中，将此乙醇溶液滴入到步骤2的混合液B中，在磁力搅拌下，60℃回流反应3h，反应完毕后冷却至室温，抽滤，然后用乙醇和水洗涤，最后60℃下真空干燥24h，得到铕的配合物；步骤4、取步骤3得到的铕的配合物、聚酰胺-胺加入到二甲亚砜(DMSO)中，升温至40℃，机械搅拌24h，至完全溶解，得到混合液C；步骤5、向步骤4得到的混合液C中加入膜基质醋酸纤维素(CA)，功能聚合物壳聚糖(CHI)和模板分子双酚A(BPA)，40±5℃下搅拌混匀，机械搅拌3～4h至溶解均匀，得到铸膜液；步骤6、将步骤5得到的铸膜液于40±5℃下保温静置，至脱去搅拌产生的气泡，然后取一洁净的玻璃板，将铸膜液平铺于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度，30s后缓慢将其浸入去离子水中，浸泡30min，取出玻璃板并将其剥下，得到聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜；步骤7、将步骤6得到的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜采用三氯化铁去离子水混合溶液为提取液，以脱除模板分子双酚A，再用水洗涤至中性，将最终制得的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜浸没于去离子水中储存。步骤1～3中，所使用的噻吩甲酰三氟丙酮、三氧化二铕、邻菲咯啉的质量比为3.75:1:1，步骤2中，所述浓盐酸的质量分数为36.5％。步骤4中，所述的铕的配合物、聚酰胺-胺、二甲亚砜按照质量比为6:7:5129。步骤5中，在所述的膜的铸膜液中，聚合物醋酸纤维素(CA)的质量分数为13％，功能聚合物壳聚糖(CHI)的质量分数为铸膜液的1.0％，模板分子双酚A(BPA)的质量分数为铸膜液的0.3％。步骤6中，所述的静置脱泡时间为24～48h，膜的厚度为2.0mm。步骤7中，三氯化铁去离子水混合溶液中，FeCl3和去离子水的质量比为1:12500。所制备的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜用于吸附分离水溶液中的双酚A。对应的非印迹膜(NIM)的制备方法与上述相同，但不加模板分子双酚A。上述的技术方案中所述的稀土配合物(即铕的配合物)，其作用为添加剂，检测模板双酚A分子。上述的技术方案中所述的聚酰胺-胺树状分子，其作用添加剂，包裹稀土配合物，提高稀土配合物的光稳定性和热稳定性，兼备了有机、无机材料的优点。上述的技术方案中所述的乙醇，其作用为溶剂，溶解噻吩甲酰三氟丙酮和邻菲咯啉。上述的技术方案中所述的二甲亚砜，其作用为溶剂，溶解醋酸纤维素，壳聚糖和添加剂，以制备铸膜液。上述的技术方案中所述的醋酸纤维素(CA)，其作用为膜基质。上述的技术方案中所述的壳聚糖(CHI)，其作用为功能聚合物，与模板分子通过氢键的作用，吸附模板分子。上述的技术方案中所述的双酚A(BPA)，其作用为模板分子。上述的技术方案中所述的去离子水，其作用为非溶剂，从而发生相转化，成膜。上述的技术方案中所述的三氯化铁去离子水混合提取液，其作用为阻断模板分子和功能聚合物间的氢键作用，从而洗脱模板分子。聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜用于吸附分离水溶液中的双酚A，具体方法按照下述步骤进行：(1)静态吸附实验各取一片印迹和非印迹膜加入相应的含有不同浓度的双酚A水溶液中，在25℃恒温箱中静置，4.0h后考察印迹和非印迹膜的吸附量，若加入的混合溶液体积为V(L)，所配溶液的起始浓度为C0(mgL-1)，一定时间吸附后其平衡浓度为Ce(mgL-1)，通过以下方程即可计算出膜的平衡吸附量(Qe,mgg-1)为：(2)基于荧光MIM多功能酶标仪检测BPA条件的优化各取一片印迹和非印迹膜加入相应的含有不同浓度的BPA溶液中(终浓度为5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同时间点(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶标仪检测混合液的荧光强度，以找出检测低浓度BPA最优的荧光MIM浓度和检测时间。(3)特异性分析在(2)多功能酶标仪检测BPA最优检测条件下，荧光MIM或NIM与浓度为25mg/L的BPA或其类似物(BPC，BPZ，4,4-二羟基联苯，四溴双酚A)混合，用多功能酶标仪测定BPA或其类似物加入后混合液的荧光强度，计算荧光变化值I0/I。有益效果：(1)印迹过程发生在膜材料表面和内部，避免了传统模板分子只在表面而阻挡力不够的问题。(2)加入壳聚糖，使分子印迹聚合物嵌在膜中，避免了在膜清洗过程中聚合物的脱落。(3)利用本发明获得的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹复合膜具有热稳定性好，优越的双酚A分子识别性能。(4)将分子印迹膜技术与荧光检测技术相结合，建立了一种操作简便、快速、灵敏和高通量检测食品中BPA含量的新方法。具体实施方式上述聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜应用于吸附分离水溶液中的双酚A，下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。实施例1(1)称取0.225g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于10ml乙醇中，搅拌至溶解均匀，用1mol/LNaOH溶液调PH＝8.0；(2)称取0.06gEu2O3，滴加1mL浓盐酸(质量分数为36.5％)使之刚好溶解，再加入3mL水使之完全溶解，将此盐溶液滴入步骤(1)中的乙醇溶液，升温至60℃，磁力搅拌0.5h；(3)称取0.06g邻菲咯啉(Phen)溶于3mL的乙醇中，将此乙醇溶液滴入上述混合液中，加入到装有回流冷凝器的圆底烧瓶中，60℃磁力搅拌，回流3h，冷却至室温，抽滤，然后分别用6mL乙醇和6mL水洗涤三次，最后60℃下真空干燥24h,得到铕的配合物；(4)称取8.5484g二甲亚砜(DMSO)为溶剂，称取0.01g稀土配合物和0.0116g聚酰胺-胺加入二甲亚砜(DMSO)中，升温至40℃，机械搅拌24h，至完全溶解；(5)将1.3g醋酸纤维素(CA)、0.1g壳聚糖(CHI)和0.03g模板分子双酚A(BPA)加入到步骤(4)得到的溶液中，40℃下机械搅拌4h至溶解均匀，得到铸膜液；(6)步骤(5)得到的铸膜液，于40℃下保温静置，脱去搅拌产生的气泡，然后取一洁净的玻璃板，将铸膜液平铺于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度2.0mm，30s后缓慢将其浸入去离子水中，浸泡30min后取出，即得聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜，将上述得到的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜浸没于三氯化铁去离子水混合溶液(三氯化铁与水质量比为1:12500)中，以脱除模板分子双酚A，再用水洗涤至中性，储存于去离子水中。非印迹膜的制备方法与上述相同，但不加模板分子双酚A。(7)将所制得的印迹膜进行静态吸附实验配制100mgL-1的双酚A(BPA)溶液，溶剂为去离子水，各取一片印迹膜和非印迹膜质量为0.02g，分别加入10mL配制的双酚A(BPA)溶液中，25℃恒温箱中静置4.0h后，用紫外分光光度计测量溶液中双酚A的含量，结果显示，印迹共混膜的吸附量为4.49mgg-1明显高于非印迹膜的吸附量1.51mgg-1。(8)将所制得的印迹膜检测BPA条件的优化各取一片相同体积的印迹和非印迹膜加入相应的含有不同浓度的BPA溶液中(终浓度为5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同时间点(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶标仪检测混合液的荧光强度，结果显示，利用本方法检测最优的荧光BPA浓度为25mg/L，检测时间为加入BPA后150min。(9)特异性分析在(8)多功能酶标仪检测BPA最优检测条件下，荧光MIM或NIM与浓度为25mg/L的BPA或其类似物(BPC，BPZ，4,4-二羟基联苯，四溴双酚A)混合，用多功能酶标仪测定BPA或其类似物加入后混合液的荧光强度，计算荧光变化值I0/I，结果显示，BPA对荧光MIM具有最强的荧光猝灭能力，同时，MIM的荧光变化值(I0/I)较NIM大，说明前者对模板分子BPA具有特异性吸附能力。荧光MIM和NIM与BPA及其类似物混合后的荧光变画纸I0/I荧光变化值BPABPCBPZ4,4-二羟基联苯四溴双酚AMIM(I0/I)1.560.981.020.961.00NIM(I0/I)0.821.320.760.780.74实施例2(1)称取0.3375g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于15ml乙醇中，搅拌至溶解均匀，用2mol/LNaOH溶液调PH＝8.0；(2)称取0.09gEu2O3，滴加适量的浓盐酸(36.5％)使之刚好溶解，再加入5mL水使之完全溶解，将此盐溶液滴入步骤(1)中的乙醇溶液，升温至60℃，磁力搅拌0.5h；(3)称取0.09g邻菲咯啉(Phen)溶于5mL的乙醇中，将此乙醇溶液滴入上述混合液中，加入到装有回流冷凝器的圆底烧瓶中，60℃磁力搅拌，回流3h，冷却至室温，抽滤，然后分别用10mL乙醇和10mL水洗涤三次，最后60℃下真空干燥24h,得到铕的配合物；(4)称取25.645g二甲亚砜(DMSO)为溶剂，称取0.03g铕的配合物和0.035g聚酰胺-胺加入二甲亚砜(DMSO)中，升温至40℃，机械搅拌24h，至完全溶解；(5)将3.9g醋酸纤维素(CA)、0.3g壳聚糖(CHI)和0.09g模板分子双酚A(BPA)加入到步骤(4)得到的溶液中，40℃下机械搅拌4h至溶解均匀，得到铸膜液；(6)步骤(5)得到的铸膜液，于40℃下保温静置，脱去搅拌产生的气泡，然后取一洁净的玻璃板，将铸膜液平铺于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度2.0mm，30s后缓慢将其浸入去离子水中，浸泡30min后取出，即得聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜，将上述得到的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜浸没于三氯化铁去离子水混合溶液(三氯化铁与水质量比为1:12500)中，以脱除模板分子双酚A，再用水洗涤至中性，储存于去离子水中。非印迹膜的制备方法与上述相同，但不加模板分子双酚A。(7)将所制得的印迹膜进行静态吸附实验配制100mgL-1的双酚A(BPA)溶液，溶剂为去离子水，各取一片印迹膜和非印迹膜质量为0.02g，分别加入10mL配制的双酚A(BPA)溶液中，25℃恒温箱中静置4.0h后，用紫外分光光度计测量溶液中双酚A的含量，结果显示，印迹共混膜的吸附量为4.85mgg-1明显高于非印迹膜的吸附量2.21mgg-1。(8)将所制得的印迹膜检测BPA条件的优化各取一片相同体积的印迹和非印迹膜加入相应的含有不同浓度的BPA溶液中(终浓度为5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同时间点(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶标仪检测混合液的荧光强度，结果显示，利用本方法检测最优的荧光BPA浓度为25mg/L，检测时间为加入BPA后150min。(9)特异性分析在(8)多功能酶标仪检测BPA最优检测条件下，荧光MIM或NIM与浓度为25mg/L的BPA或其类似物(BPC，BPZ，4,4-二羟基联苯，四溴双酚A)混合，用多功能酶标仪测定BPA或其类似物加入后混合液的荧光强度，计算荧光变化值I0/I，结果显示，荧光MIM具有最强的荧光猝灭能力，同时，MIM的荧光变化值(I0/I)较NIM大，说明前者对模板分子BPA具有特异性吸附能力。荧光MIM和NIM与BPA及其类似物混合后的荧光变化值I0/I荧光变化值BPABPCBPZ4,4-二羟基联苯四溴双酚AMIM(I0/I)1.821.071.091.061.04NIM(I0/I)1.031.460.890.980.86实施例3(1)称取0.675g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于30mL乙醇中，搅拌至溶解均匀，用4mol/LNaOH溶液调PH＝8.0；(2)称取0.18gEu2O3，滴加适量的浓盐酸(36.5％)使之刚好溶解，再加入10mL水使之完全溶解，将此盐溶液滴入步骤(1)中的乙醇溶液，升温至60℃，磁力搅拌0.5h；(3)称取0.18g邻菲咯啉(Phen)溶于10mL的乙醇中，将此乙醇溶液滴入上述混合液中，加入到装有回流冷凝器的圆底烧瓶中，60℃磁力搅拌，回流3h，冷却至室温，抽滤，然后分别用20mL乙醇和20mL水洗涤三次，最后60℃下真空干燥24h,得到铕的配合物；(4)称取76.935g二甲亚砜(DMSO)为溶剂，称取0.09g铕的配合物和0.105g聚酰胺-胺加入二甲亚砜(DMSO)中，升温至40℃，机械搅拌24h，至完全溶解；(5)将11.7g醋酸纤维素(CA)、0.9g壳聚糖(CHI)和0.27g模板分子双酚A(BPA)加入到步骤(4)得到的溶液中，40℃下机械搅拌4h至溶解均匀，得到铸膜液；(6)步骤(5)得到的铸膜液，于40℃下保温静置，脱去搅拌产生的气泡，然后取一洁净的玻璃板，将铸膜液平铺于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度2.0mm，30s后缓慢将其浸入去离子水中，浸泡30min后取出，即得聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜，将上述得到的聚酰胺-胺/稀土荧光印迹膜浸没于三氯化铁去离子水混合溶液(三氯化铁与水质量比为1:12500)中，以脱除模板分子双酚A，再用水洗涤至中性，储存于去离子水中。非印迹膜的制备方法与上述相同，但不加模板分子双酚A。(7)将所制得的印迹膜进行静态吸附实验配制100mgL-1的双酚A(BPA)溶液，溶剂为去离子水，各取一片印迹膜和非印迹膜质量为0.02g，分别加入10mL配制的双酚A(BPA)溶液中，25℃恒温箱中静置4.0h后，用紫外分光光度计测量溶液中双酚A的含量，结果显示，印迹共混膜的吸附量为5.79mgg-1明显高于非印迹膜的吸附量2.27mgg-1。(8)将所制得的印迹膜检测BPA条件的优化各取一片相同体积的印迹和非印迹膜加入相应的含有不同浓度的BPA溶液中(终浓度为5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同时间点(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶标仪检测混合液的荧光强度，结果显示，利用本方法检测最优的荧光BPA浓度为25mg/L，检测时间为加入BPA后150min。(9)特异性分析在(8)多功能酶标仪检测BPA最优检测条件下，荧光MIM或NIM与浓度为25mg/L的BPA或其类似物(BPC，BPZ，4,4-二羟基联苯，四溴双酚A)混合，用多功能酶标仪测定BPA或其类似物加入后混合液的荧光强度，计算荧光变化值I0/I，结果显示，荧光MIM具有最强的荧光猝灭能力，同时，MIM的荧光变化值(I0/I)较NIM大，说明前者对模板分子BPA具有特异性吸附能力。荧光MIM和NIM与BPA及其类似物混合后的荧光变化值I0/I荧光变化值BPABPCBPZ4,4-二羟基联苯四溴双酚AMIM(I0/I)2.021.461.981.741.84NIM(I0/I)1.431.881.681.080.96当前第1页1 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