碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物的制备及应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于分离分析技术领域，具体设及杀菌剂分子印迹聚合物的制备和应用方 法。
【背景技术】
[0002] 杀菌剂是用于防治由各种病原微生物引起的动植物病害的一类农药，在农业畜牧 养殖中长期使用。但是一些杀菌剂在生物中会有残留，如果使用不当，会对人类身体健康造 成一定影响。因此杀菌剂的分析检测显得尤为重要。现有技术中最常用的方法是液相色谱 法，主要是利用液相色谱对化合物进行分离，然后利用化合物的紫外或巧光特性进行定性 定量鉴定，特别是液相色谱-巧光检测法，具有选择性好、灵敏度高、成本相对较低且易于推 广等特点，但样品净化程度和巧光衍生物稳定性等问题仍是研究重点和难点。而液相色谱-质谱法则可W大大提高检测精密度，检出限低且不需要衍生化。随着杀菌剂残留检测技术 不断提高，杀菌剂残留分析中的常用的样品预处理技术存在费时、有机溶剂消耗大和选择 性低的缺点；因此建立食品中有杀菌剂残留分析的快速样品预处理技术是当前亟待解决的 问题。
[0003] 分子印迹技术是在二十世纪70年代由Wulff科研小组提出的。它是指采用人工方 法制备在空间结构与结合位点与目标分子相匹配的，是一种制备对某一特定分子具有独特 的选择识别功能的聚合物的技术，该聚合物被称为分子印迹聚合物(MIPS)。近来，已经成功 地用传统的聚合方法制备出了杀菌剂分子印迹聚合物微球(Zhang Y.，化Y.Y.，Xu H.Q.， Chen X.，Ji X.Q.,Preparation of Avermectin Molecularly Imprinted Polymer Microspheres and Their Adsorption Properties,Asian J.Chem.2013，25，1679-1683)。 然而，该方法经常因为存在"溶液聚合"现象从而使颗粒物的不规则尺寸与形状及其残存的 模板分子进一步导致对目标物的低萃取效率，且聚合物与溶液分离的过程中需要经过抽滤 或离屯、步骤，比较复杂。为了克服传统MIPs的缺点，人们在纳米材料的表面接枝MIPs从而得 到表面分子印迹聚合物。因为碳纳米管(CNTs)具有高比表面积、高比表面能、高反应活性等 特性，所W是分子印迹聚合物首选的表面支撑材料。而磁性材料的引入，则使得分离纯化在 一个步骤迅速完成，缩短了萃取净化时间，也能够重复使用所制得的磁性吸附剂。原子转移 自由基聚合(ATRP)是近几年发展起来的一种活性聚合技术，和其他活性聚合相比，ATRP聚 合除了可W很好的实现聚合的可控性外，而且具有更宽的单体选择范围、原料易得、实施条 件溫和等优点，ATRP为进行聚合物分子设计开辟了 一条新途径。
[0004] 本发明将MIPS,CNTs和磁性材料结合起来，运用原子转移自由基聚合反应制备出 碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物，并在其基础上建立分离分析方法，应用于实际样 品中杀菌剂的选择性萃取分离。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是要解决目前杀菌剂残留分析中的样品预处理技术费时、有机溶剂 消耗大、选择性低W及常规分子印迹聚合反应中存在的"溶液聚合"现象和聚合物与溶液分 离的过程中需要经过抽滤或离屯、步骤的问题而提供的一种基于原子转移自由基聚合反应 的碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物的制备及应用方法。
[0006] 1.本发明所述的碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物的制备方法，具体包括W 下几个步骤：
[0007] -、将碳纳米管分散到浓硝酸中混合均匀，于80~100°C磁力揽拌回流4~化，反应 完成后冷却至室溫，用蒸馈水抽滤洗涂至中性，50~70°C真空干燥至恒重，即得到活化的碳 纳米管;步骤一中所述的碳纳米管的质量与浓硝酸的体积比为1 g: 100~200mL
[000引二、将步骤一中得到的活化的碳纳米管分散到氯化亚讽中，80~90°C磁力揽拌回 流20~30h，用旋转蒸发仪蒸干，即得到酷氯化的碳纳米管;步骤二中所述的活化的碳纳米 管质量和氯化亚讽的体积比为lg:80~150ni;
[0009] S、将步骤二中得到的酷氯化的碳纳米管分散到乙二醇中，120~140°C回流磁力 揽拌20~40h，静置冷却至室溫，用乙醇抽滤洗涂3~5次，真空20~40°C干燥至恒重，即得到 径基化的碳纳米管;步骤=中所述的酷氯化的碳纳米管的质量与乙二醇的体积比为Ig: 80 ~150mL；
[0010]四、将步骤立中得到的径基化的碳纳米管，FeCl3 ? 6出0和无水乙酸钢超声分散到 乙二醇中，混合物置于反应蓋中170~200°C反应6~lOh，反应结束后，将反应蓋冷却至室 溫，用蒸馈水和乙醇在外加磁场作用下分别洗涂产物3~5次，真空40~60°C干燥至恒重，即 得到磁性碳纳米管;步骤四中所述的径基化的碳纳米管与FeCl3 ? 6此0的质量比为1:6~7; 步骤四中所述的径基化的碳纳米管与无水乙酸钢的质量比为1:8~9;步骤四中所述的径基 化的碳纳米管的质量与乙二醇的体积比为1 g: 180~
[ocm]五、将步骤四中得到的磁性碳纳米管，4-二甲氨基化晚和；乙胺分散到二氯甲烧 中，置于冰水浴中，在揽拌速度为200~3(K)rpm的条件下同时滴加体积分数为1.5%~2.0% 的2-漠异下酷漠/二氯甲烧溶液，滴加完后室溫反应32~4她，反应结束后磁性分离，用二氯 甲烧洗涂产物3~5次，室溫真空干燥至恒重，即得到接枝有引发剂的磁性纳米管;步骤五中 所述的磁性碳纳米管与4-二甲氨基化晚的质量比为1:0.07~0.1;步骤五中所述的磁性碳 纳米管的质量与S乙胺的体积比为1 g: 1.0~1.5mL步骤五中所述的磁性碳纳米管的质量 与体积分数为1.5%~2.0%的2-漠异下酷漠/二氯甲烧溶液的体积比为lg:40~50mL步骤 五中所述的磁性碳纳米管的质量与二氯甲烧的体积比为1 g: 40~SOmL [0012]六、将模板分子(阿维菌素、伊维菌素、多拉菌素、咪鲜胺、霜霉威或多菌灵）、聚合 溶剂1(氯仿、二氯甲烧或乙腊)和功能单体（甲基丙締酸或丙締酷胺)混合均匀，并静置12~ 15h，得到预聚合溶液;步骤六中所述的模板分子与功能单体的物质的量比为1:2~5;步骤 六中所述的模板分子的物质的量与聚合溶剂I的体积比为1mmol: 10~20mL [OOU]屯、将步骤五中得到的接枝有引发剂的磁性纳米管，步骤六中得到的预聚合溶液， 交联剂（乙二醇二甲基丙締酸醋、=甲氧基丙烷=甲基丙締酸醋或季戊四醇=丙締酸醋）， 配体(N，N，N'，N，'N"-五甲基二亚乙基S胺)和催化剂(化Cl或Cu化)加入聚合溶剂n (氯仿、 二氯甲烧或乙腊）中，置于60~70°C水浴中揽拌反应12~2地，反应结束后磁性分离，用洗涂 溶剂(氯仿、二氯甲烧或乙腊)洗涂产物3~5次，室溫真空干燥至恒重，即得到含有模板分子 的碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物;步骤屯中所述的接枝有引发剂的磁性纳米管的 质量与预聚合溶液的体积比为Ig: 10~20mレ步骤屯中所述的接枝有引发剂的磁性纳米管 的质量与交联剂的物质的量比为1 g: 10~20mmo 1;步骤屯中所述的接枝有引发剂的磁性纳 米管的质量与配体的体积比为lg:50~I(K)化;步骤屯中所述的接枝有引发剂的磁性纳米管 与催化剂的质量比为1:0.1~0.2;步骤屯中所述的接枝有引发剂的磁性纳米管的质量与聚 合溶剂n的体积比为lg:50~IOOmL
[0014] 八、用体积分数为10%~20%的乙酸甲醇溶液作为提取液对步骤屯得到的含有模 板分子的碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物进行24~4她索氏提取，产物室溫真空干 燥至恒重，即得到碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物。
[0015] 2.碳纳米管基磁性杀菌剂分子印迹聚合物的应用方法，具体包括W下几个步骤：
[0016] -、萃取:取一只离屯、管，加入待测定的样品（蔬菜，水果，±壤或鱼肉）和萃取溶剂 (丙酬、乙醇、甲苯、甲醇或乙腊），将离屯、管转移至摇床上