一種熒光檢測三氟氯氰菊酯的分子印跡聚合物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熒光檢測三氟氯氰菊酯的分子印跡聚合物的制備方法，本其方法為利用沉淀聚合法合成了以擬除蟲菊酯三氟氯氰菊酯為模板分子，丙烯酰胺(AM)為功能單體，烯丙基熒光素作為熒光染料、乙二醇二(甲基丙烯酸)酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，2,2'-偶氮二已丁腈(AIBN)為引發(fā)劑的球形熒光分子印跡聚合物(F-MIP)。制備的熒光印跡聚合物具有高的靈敏性和較低的檢出限，且對三氟氯氰菊酯具有較強的選擇性識別能力，可用于超痕量三氟氯氰菊酯的定量檢測分析。
【專利說明】一種熒光檢測三氟氯氰菊酯的分子印跡聚合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于選擇性識別和熒光檢測三氟氯氰菊酯印跡聚合物的制備方法，屬環(huán)境功能材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]分子印跡技術(shù)(Molecularimprinting technology, MIT)是制備對某一特定分子具有專一識別能力聚合物的過程，制備的聚合物稱為分子印跡聚合物(Molecularlyimprinted polymers, MIPs)。近年來,MIPs的構(gòu)效預(yù)定性、特異識別性和廣泛實用性吸引了愈來愈多的科學(xué)工作者的興趣和青睞。近年來，有不少研究工作將熒光染料引入到分子印跡技術(shù)中，制備出多功能復(fù)合型熒光分子印跡材料。復(fù)合型熒光分子印跡材料的制備使得MIPs在分析檢測中的應(yīng)用范圍和使用方法得到進一步擴展，同時MIPs的選擇性也使復(fù)合型熒光探針的靈敏度和選擇性得到顯著提高。因此，將有機熒光試劑的熒光性質(zhì)與分子印跡技術(shù)的選擇性結(jié)合，制備出的復(fù)合型熒光分子印跡材料在復(fù)雜樣品的分離檢測中將會有明顯的優(yōu)勢和更加優(yōu)越的光學(xué)性質(zhì)。目前，關(guān)于將有機熒光染料和分子印跡技術(shù)相結(jié)合制備復(fù)合型熒光分子印跡材料的報道還甚少。
[0003]分子印跡聚合物的制備方法主要有本體聚合、原位聚合、沉淀聚合、懸浮聚合及乳液聚合方法。其中，以沉淀聚合法制得分子印跡聚合物，不需要在反應(yīng)體系中加入穩(wěn)定劑，直接制備聚合物微球，操作非常簡單，可以避免復(fù)雜的后處理過程，而且聚合物產(chǎn)率很高，微球粒徑的分布 范圍很窄，以沉淀聚合法制備的分子印跡聚合物已經(jīng)用于各色譜分析等領(lǐng)域。近年來，因該方法具備制備簡便，非特異性吸附少，印跡效率高等優(yōu)勢逐漸成為國內(nèi)外制備分子印跡聚合物的常規(guī)方法。
[0004]由于擬除蟲菊酯類殺蟲劑具有速效、無臭、低毒、觸殺作用強和殘效時間長等特點而被廣泛使用。因此，利用熒光分子印跡達到快捷、靈敏、選擇性檢測殘留量的研究成為必要。
[0005]綜上，本申請中所涉及的突光分子印跡聚合物(Fluorescent Molecularlyimprinted polymers, F-MIPs),粒徑分布范圍窄,合成簡單,選擇性高,而且,與突光檢測技術(shù)相結(jié)合，使該方法具有選擇性、靈敏性、快捷、信號強等特點，完全適用于環(huán)境中超痕量三氟氯氰菊酯的檢測。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]利用沉淀聚合法合成了以擬除蟲菊酯三氟氯氰菊酯(Cyhalothrin)為模板分子，丙烯酰胺(AM)為功能單體，烯丙基熒光素作為熒光試劑、乙二醇二(甲基丙烯酸)酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，2，2’-偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑的熒光分子印跡聚合物(FMIP)。制備的熒光印跡聚合物具有高的靈敏性和較低的檢出限，且對三氟氯氰菊酯具有較強的選擇性識別能力。[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
1、熒光分子印跡/非印跡聚合物的制備:
模板分子三氟氯氰菊酯、烯丙基熒光素和功能單體溶于適量乙腈中(單體的質(zhì)量分數(shù)小于5%)，其中三氟氯氰菊酯、烯丙基熒光素、功能單體和乙腈的用量比例為0.1:0.0105:0.4: (30-60)mol/g/ mol/mL,超聲振蕩,室溫下預(yù)聚合12h,使功能單體與三氟氯氰菊酯充分作用，加入2倍于單體物質(zhì)的量的交聯(lián)劑EGDMA，最后加入引發(fā)劑AIBN(單體總物質(zhì)的量的2.5%)，將上述混和液超聲振蕩3~4 min脫氣后通氮氣10 min，在氮氣氛圍下密封。采用熱引發(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色沉淀聚合物。將其用含乙酸(V/V) 10%的甲醇溶液洗脫，除去模板分子，后用甲醇溶液反復(fù)浸泡沉淀物，以洗去殘留的乙酸，真空干燥，即得F-MIPs。熒光非印跡聚合物(FluorescentMolecularly non-1mprinted polymers, F-NIPs)制備除不加模板分子和進行索式提取外方法同上。
[0009]2、熒光檢測:
首先準確配制5種濃度的三氟氯氰菊酯標準乙醇溶液，然后稱取100 mg的F-MIPs分散于100mL乙醇中，超聲震蕩分散。分別量取已配制的5種三氟氯氰菊酯溶液各5 ml，倒Λ10 ml比色管內(nèi)，在每支比色管中加入5 ml熒光聚合物分散液，超聲分散后，靜置2分鐘。利用熒光分光光度計檢測每支比色管中分散液的熒光強度，描繪熒光強度-濃度標準曲線。F-NIPs對三氟氯氰菊酯的熒光檢測按照同樣的方式進行。
[0010]其中步驟(1)中所述的功能單體為丙烯酰胺(AM)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點在于使用乙烯基修飾的熒光素作為熒光染料與功能單體、交聯(lián)共聚，使烯丙基熒光素均勻分散在聚合物`微球內(nèi)，使熒光印跡聚合物發(fā)光均勻；利用沉淀聚合法制備粒徑分布范圍窄的熒光分子印跡聚合物微球；利用靈敏度高、快捷、信號強的熒光檢測法對超痕量三氟氯氰菊酯進行檢測。
[0012]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1熒光素(a)、烯丙基熒光素(b)和熒光分子印跡聚合物(C)紅外光譜圖。圖1 (b)中1727 cm'1643 cnT1分別對應(yīng)烯丙基熒光素的C=O的伸縮振動峰和C=C伸縮振動峰；3081 cm'3055 cm'3022 cnT1分別對應(yīng)烯丙基的C-H伸縮振動峰，說明成功合成烯丙基熒光素。圖1(c)中1730 cm'1258 cm'1151 cnT1分別對應(yīng)EGDMA中C=O的伸縮振動峰、C-O的反對稱和對稱伸縮振動峰；3440 cnT1、1677 cnT1、1616 cnT1、1391 cnT1分別對應(yīng)AM的N-H伸縮振動峰、C=O伸縮振動峰、N-H彎曲振動峰和C-N伸縮振動峰，說明聚合物在引發(fā)劑AIBN引發(fā)下成功聚合。
[0014]圖2F-MIPS微球的掃描電鏡(SEM)。從圖中可看出，隨著濃度的降低(由a至c)，聚合物的形貌逐漸趨近于規(guī)則球形，且表面趨近光滑；微球的直徑約為2 μ m,而且粒徑分布較為均勻。
[0015]圖3熒光素(a)、烯丙基熒光素(b)和FMIPs微球(C)的熒光光譜。
[0016]圖4F-MIPS (上)/F-NIPs (下)微球與三氟氯氰菊酯的響應(yīng)曲線。F-MIPs的熒光強度隨模板分子濃度的增大呈線性減弱趨勢，而F-NIPs的熒光強度與模板分子的濃度變化無明顯淬滅現(xiàn)象。
[0017]圖5濃度為1.0 nM的不同干擾物溶液對F-MIPs (左)、F-NIPs (右)的淬滅作用。從圖中可以看出結(jié)構(gòu)相似的干擾物對模板分子無明顯淬滅作用，而模板分子對F-MIP有較強的淬滅作用。證明F-MIPs對模板分子有很強的識別作用。
[0018]圖6濃度均為1.0 nM的不同干擾物的混合溶液對F-MIPs的淬滅作用。從圖中可以看出結(jié)構(gòu)相似的干擾物對模板分子無明顯淬滅作用，而模板分子對F-MIPs有較強的淬滅作用。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明【具體實施方式】中識別和熒光檢測性能評價按照下述方法進行:首先準確配制5種濃度的三氟氯氰菊酯標準乙醇溶液,稱取100 mg的F-MIPs分散與100mL乙醇中，超聲震蕩30分鐘。分別量取已配制的5種三氟氯氰菊酯溶液各5 ml，倒入10 ml比色管內(nèi)，在每支比色管中加入5 ml F-MIPs分散液，超聲3飛分鐘，靜置2分鐘。利用熒光分光光度計檢測每支比色管中分散液的突光強度。根據(jù)Stern-Volmer方程:
(I/O-1 = ^sv.[Cl
以濃度[C]為橫坐標，相對熒光強度{1/1)-1為縱坐標繪制熒光響應(yīng)曲線。選擇幾種結(jié)構(gòu)和性質(zhì)類似的菊酯類化合物，作為競爭檢測物，參與研究F-MIPs的選擇性識別性能。
[0020]下面結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
[0021]實施例1
取模板分子三氟氯氰菊酯0.1 mmol、烯丙基突光素0.0105 g和功能單體(AM)0.4mmol溶于30mL乙腈中，超聲振蕩,室溫下預(yù)聚合12h,使功能單體與三氟氯氰菊酯充分作用，加入交聯(lián)劑EDMA (0.8 mL)，`引發(fā)劑AIBN (30 mg)，將上述混和液超聲振蕩3~4 min脫氣，后通氮氣10 min排空，在氮氣氛圍下密封。采用熱引發(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色沉淀聚合物。將其用乙酸(V/V) 10%的甲醇溶液洗脫，除去模板分子，后用甲醇溶液反復(fù)浸泡沉淀物，以洗去殘留的乙酸，真空干燥。即得F-MIPs0 F-NIPs制備除不加模板分子和進行索式提取外方法同上。F-MIPs的SEM圖見2a。
[0022]實施例2
取模板分子三氟氯氰菊酯0.1 mmol、烯丙基突光素0.0105 g和功能單體(AM)0.4mmol溶于60mL乙腈中,超聲振蕩,室溫下預(yù)聚合12h,使功能單體與三氟氯氰菊酯充分作用，加入交聯(lián)劑EDMAd.6 mL)，引發(fā)劑AIBN(60 mg)，將上述混和液超聲振蕩3~4 min脫氣，后通氮氣10 min排空，在氮氣氛圍下密封。采用熱引發(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色沉淀聚合物。將其用乙酸(V/V)10%的甲醇溶液洗脫，除去模板分子，后用甲醇溶液反復(fù)浸泡沉淀物，以洗去殘留的乙酸，真空干燥。F-NIPs制備除不加模板分子和進行索式提取外方法同上。F-MIPs的紅外光譜表征見圖1。F-MIPs的SEM圖見2c。F-MIPs的熒光光譜見圖3.實施例3
首先準確配制5種濃度的三氟氯氰菊酯標準乙醇溶液(0、0.1,0.25,0.5、1.0 nM)，稱取100 mg熒光印跡聚合物分散與100mL乙醇中，超聲震蕩30分鐘。分別量取已配制的5種三氟氯氰菊酯溶液各5 ml，移入10 ml比色管內(nèi)，然后在每支比色管中加入5 ml熒光聚合物分散液，超聲3飛分鐘，靜置2分鐘。利用熒光分光光度計檢測每支比色管中分散液的熒光強度，根據(jù)Stern-Volmer方程描繪熒光強度-濃度標準曲線。熒光淬滅見圖4。
[0023]實施例4
選擇氟氯氰菊酯、氰戊菊酯、聯(lián)苯菊酯為競爭識別的菊酯類化合物。分別配制以上三種菊酯的乙醇溶液，濃度為1.0 nM。分別量取已配制的4種菊酯溶液各5 ml，移入10 ml比色管內(nèi)，然后在每支比色管中加入5 ml熒光聚合物分散液，超聲:1~5分鐘，靜置2分鐘。利用熒光分光光度計檢測每支比色管中分散液的熒光強度。F-MIPs的選擇性見圖5。
[0024]實施例5
選擇氟氯氰菊酯、氰戊菊酯、聯(lián)苯菊酯為競爭識別的菊酯類化合物。配制以上三種菊酯與三氟氯氰菊酯的乙醇混合溶液，濃度均為1.0 nM。分別量取已配制的4種菊酯溶液各5 ml，移入10 ml比色管內(nèi)， 然后在每支比色管中加入5 ml熒光聚合物分散液，超聲3飛分鐘，靜置2分鐘。利用熒光分光光度計檢測比色管中分散液的熒光強度。F-MIPs的抗干擾性見圖6。
【權(quán)利要求】
1.一種熒光檢測三氟氯氰菊酯的分子印跡聚合物的制備方法，按照下述步驟進行:模板分子三氟氯氰菊酯、烯丙基熒光素和功能單體溶于適量乙腈中，超聲振蕩，室溫下預(yù)聚合12h，使功能單體與三氟氯氰菊酯充分作用，加入2倍于單體物質(zhì)的量的交聯(lián)劑EGDMA，最后加入引發(fā)劑AIBN，其加入量為單體總物質(zhì)的量的2.5%，將上述混和液超聲振蕩3~4min脫氣后通氮氣10 min,在氮氣氛圍下密封；米用熱引發(fā)聚合方式,將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色沉淀聚合物；將其用含乙酸(V/V) 10%的甲醇溶液洗脫，除去模板分子，后用甲醇溶液反復(fù)浸泡沉淀物，以洗去殘留的乙酸，真空干燥，即得F-MIPs。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光檢測三氟氯氰菊酯的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于其中三氟氯氰菊酯、烯丙基熒光素、功能單體和乙腈的用量比例為0.1:0.0105:0.4:(30-60)mol/g/ mol/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光檢測三氟氯氰菊酯的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于其中所述的功能單體為丙烯酰胺。
4.權(quán)利要求1所述的分子印跡聚合物在熒光檢測三氟氯氰菊酯中的應(yīng)用，按照下述步驟進行:首先準確配制5種濃度的三氟氯氰菊酯標準乙醇溶液，然后稱取100 mg的F-MIPs分散于100mL乙醇中，超聲震蕩分散；分別量取已配制的5種三氟氯氰菊酯溶液各5 ml，倒入10 ml比色管內(nèi)，在每支比色管中加入5 ml熒光聚合物分散液，超聲分散后，靜置2分鐘；利用熒光分光光度計檢測每支比色管中分散液的熒光強度，描繪熒光強度-濃度標準曲 線。
【文檔編號】C08J9/26GK103881020SQ201410104116
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】高林, 閆永勝, 李秀穎, 潘建明, 戴江棟, 衛(wèi)瀟, 宋志龍 申請人:江蘇大學(xué)