[0030] 本发明具体实施方式中识别性能评价按照下述方法进行:利用静态吸附实验完成。将10 mg的H-PAVM、H-PAVN和PAVM分别加入初始pH为5.5-8.5的LTL储备溶液(35 mg/L)中12小时,吸附后LTL的含量用紫外可见分光光度计测定,并根据结果计算出吸附容量;饱和吸附后,选择其他几种与LTL有相同结构的物质,作为竞争吸附物,参与研究H-PAVM、H-PAVN和PAVM的选择性识别性能;通过几种不同pH值下的吸附量,研究H-PAVM,H-PAVN和PAVM的吸附效果。LTL溶液的pH用0.1 M NaOH或HCl溶液调节。
[0031] 下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
[0032] 实施例1:单孔中空LTL-印迹聚合物微球的合成
[0033] 羧基封端聚苯乙烯(CPS)珠粒使用两步无皂聚合合成:首先50 mL苯乙烯的水溶液中加入10 mL过硫酸铵的酸性水溶液引发苯乙烯聚合,获得尺寸约为220 nm的单分散PS珠粒。聚合反应在氮气氛下进行,先在70℃聚合3小时、再在80℃聚合0.5小时。然后,将0.9 g丙烯酸,9.0 g苯乙烯和0.045 g过硫酸铵逐步加入到上述胶体溶液中,并进一步在70℃聚合5小时。最后,通过离心分离并用水和乙醇洗涤分离羧基封端聚苯乙烯(CPS)珠粒。
[0034] 将5 mL的CPS微球(7 mg/mL)、48 mg丙烯酰胺(AA)、15 mg 4-乙烯基苯基硼酸(VPBA)、20 mg LTL、192 mg乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和8 mg 偶氮二异丁腈(AIBN)溶于50 mL乙腈中,为了确保CPS珠粒的均匀分散,在聚合反应过程中以700 rpm的磁力搅拌速度搅拌反应体系。在第一步中,通过自由基引发在43℃下进行缓慢预聚合12小时。随后,聚合/交联反应在60℃下进行24小时,产物在85 ℃进一步老化6小时。最后,通过离心和乙醇洗涤来获得具有单孔的PAVM微球。用四氢呋喃去除PS核,并且用甲醇/乙酸(8:2,v/v)混合溶剂进一步去除LTL模板分子,来制备单孔中空硼亲和印迹聚合微球(H-PAVM)。
[0035] 作为对比,制备单孔中空硼亲和非印迹微球H-PAVN的方法与H-PAVM类似,只是不加入模板分子木犀草素。
[0036] 图1a为本实施例中采用无皂共聚法合成的粒径为220 nm的羧基封端聚苯乙烯微球的TEM图像,作为模板的PS颗粒是均匀且高度单分散的,浇铸在硅片上的其水分散液在室温环境下干燥后形成六方晶格。
[0037] 图1b为制备的PAVM的TEM图,该核-壳微球样品具有均匀壳厚度,直径为300 nm,其高度光滑的表面和球形形貌证实是通过单体的选择性聚合形成的聚(AA-co-VPBA)壳,而不是通过聚合物在PS珠表面的不规则聚集而形成。
[0038] 图1c显示了除去PS颗粒后,获得的单孔H-PAVM微球的TEM图像,合成的材料均匀,且产量高。
[0039] 图2为该实施例制备得到的PS与CPS(a)和PAVM与H-PAVM(b)的FT-IR谱图。从图2a中可以看出,与未改性的PS相比,改性的PS纳米粒子由于C=O键的伸缩振动而在1750 cm-1和1710 cm-1处具有吸收带。 其次,图2b中PAVM和H-PAVM谱图中3419 cm-1附近的特征吸收峰-1 -1 -1
是-OH和-NH-的伸缩振动。此外,图2b样品中2948 cm 、2860 cm 和1465 cm 的峰归因于C-H的伸缩振动和弯曲振动。在1731 cm-1附近出现一个尖锐的峰,是C = O的伸缩振动,归属于AA的酯键。在1618 cm-1和1454 cm-1附近的特征峰分别归因于N-H面内弯曲振动和C-N伸缩振动,这可以在PAVM和H-PAVM谱图中观察到。此外,在PAVM和H-PAVM中1371 cm-1处观察到新吸收峰,进一步证实聚合物链中存在-B(OH)2基团,说明已经成功地引入了硼酸基团。
[0040] 图3为本实施例中制备得到的CPS(a)、PAVM(b)、H-PAVM(c)通过动态光散射(DLS)测定的流体力学直径和尺寸分布图。CPS的流体动力学直径(Dh)约为220 nm(图3a),这接近于通过TEM测量的尺寸。图3b和图3c 显示PAVM和H-PAVM的流体动力学直径增加到300 nm,证明了PAVM和H-PAVM具有亲水性和优良的分散性,有利于捕获水系样品中的LTL。
[0041] 图4为本实施例中制备得到的CPS(a)和H-PAVM(b)的EDS能谱图,插图中为H-PAVM的B元素峰。 如图4a所示,在CPS中存在C和O元素,从图2b可以看出在H-PAVM中存在C、O、N和B,证实了硼亲和印迹聚合的成功制备。
[0042] 图5为本实施例中制备得到的CPS(图5a)和H-PAVM(图5b)的XPS谱图。在图5a中,CPS中只有O1s(531.08 eV)和C1s(282.86 eV)两个峰。然而,H-PAVM中观察到O1s(531.07 eV)、N1s(397.72 eV)、C1s(282.86 eV)和B1s(189.76 eV)存在,这表明苯基硼酸部分成功地引入到聚合网络中。这些结果与在FT-IR光谱和EDS图谱中的发现一致。
[0043] 实施例2:单孔中空LTL-印迹聚合物微球的合成:
[0044] 羧基封端聚苯乙烯(CPS)珠粒使用两步无皂聚合合成:首先在50 mL苯乙烯的水溶液中加入10 mL过硫酸铵的酸性水溶液引发苯乙烯聚合,获得尺寸约为220 nm的单分散PS珠粒。聚合反应在氮气氛下进行,先在70 ℃聚合3小时、再在80 ℃聚合0.5小时。然后,将1.5 g丙烯酸,15 g苯乙烯和0.075 g过硫酸铵逐步加入到上述胶体溶液中,并进一步在90℃聚合8小时。 最后,通过离心分离并用水和乙醇洗涤分离羧基封端聚苯乙烯(CPS)珠粒。
[0045] 将7 mL的CPS微球(7 mg/mL)、60 mg丙烯酰胺(AA)、20 mg 4-乙烯基苯基硼酸(VPBA)、30 mg LTL、210 mg乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和10 mg 偶氮二异丁腈(AIBN)溶于70 mL乙腈中,为了确保CPS珠粒的均匀分散,在聚合反应过程中以1000 rpm的磁力搅拌速度搅拌反应体系。在第一步中,通过自由基引发在60 ℃下进行缓慢预聚合15小时。随后,聚合/交联反应在80 ℃下进行28小时,产物在100℃进一步老化8小时。最后,通过离心和乙醇洗涤来获得具有单孔的PAVM微球。用四氢呋喃去除PS核,并且用甲醇/乙酸(8:2,v/v)混合溶剂进一步去除LTL模板分子,来制备单孔中空硼亲和印迹聚合微球(H-PAVM)。
[0046] 作为对比,制备单孔中空硼亲和非印迹微球H-PAVN的方法与H-PAVM类似,只是不加入模板分子木犀草素。
[0047] 实施例3:单孔中空LTL-印迹聚合物微球的合成:
[0048] 羧基封端聚苯乙烯(CPS)珠粒使用两步无皂聚合合成:首先在50 mL苯乙烯的水溶液中加入10 mL过硫酸铵的酸性水溶液引发苯乙烯聚合,获得尺寸约为220 nm的单分散PS珠粒。聚合反应在氮气氛下进行,先在70 ℃聚合3小时、再在80 ℃聚合0.5小时。然后,将0.3 g丙烯酸,3 g苯乙烯和0.015 g过硫酸铵逐步加入到上述胶体溶液中,并进一步在50℃聚合3小时。 最后,通过离心分离并用水和乙醇洗涤分离羧基封端聚苯乙烯(CPS)珠粒。
[0049] 将3 mL的CPS微球(7 mg/mL)、30 mg丙烯酰胺(AA)、10 mg 4-乙烯基苯基硼酸(VPBA)、10 mg LTL、170 mg乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和6 mg 偶氮二异丁腈(AIBN)溶于30 mL乙腈中,为了确保CPS珠粒的均匀分散,在聚合反应过程中以500 rpm的磁力搅拌速度搅拌反应体系。在第一步中,通过自由基引发在40 ℃下进行缓慢预聚合10小时。随后,聚合/交联反应在50 ℃下进行20小时,产物在70 ℃进一步老化4小时。最后,通过离心和乙醇洗涤来获得具有单孔的PAVM微球。用四氢呋喃去除PS核,并且用甲醇/乙酸(8:2,v/v)混合溶剂进一步去除LTL模板分子,来制备单孔中空硼亲和印迹聚合微球(H-PAVM)。
[0050] 作为对比,制备单孔中空硼亲和非印迹微球H-PAVN的方法与H-PAVM类似,只是不加入模板分子木犀草素。
[0051] 实施例4:
[0052] 将10 mg在实施例1所述条件下制备的H-PAVM、H-PAVN、PAVM分别加入初始pH为5.5-8.5的一系列LTL储备溶液(35 mg/L)中24小时。最终的LTL浓度通过紫外可见分光光度计在351 nm处检测。LTL溶液的pH用0.1 M NaOH或HCl溶液调节。实验分3组同步进行。然后采用乙醇和双重蒸馏水(5:5,V / V; pH = 5.0)洗脱H-PAVM、 H-PAVN、PAVM微球上捕获的LTL,通过加入0.1 M HCl和0.1 M NaOH水溶液将洗脱液pH从5.5调整到8.5,并使用紫外可见分光光度计研究LTL的剩余浓度。
[0053] 结果表明,H-PAVM、H-PAVN、PAVM的吸附容量从pH=5.5到pH=7.5增加,同时pH从7.5到8.5呈下降趋势,即当LTL溶液的pH值为7.5时,H-PAVM、H-PAVN、PAVM三者的吸附量达到峰值(结果如图6所示),由此可见pH值为7.5为最优的吸附条件。
[0054] 实施例5:
[0055] 为了测量H-PAVM微球对LTL的吸附性能,在乙醇和双重蒸馏水(5:5,V / V)的混合溶剂中研究吸附平衡实验和吸附动力学实验。基于实施例4中得到的pH实验的最佳吸附结果,将LTL溶液的pH值调节至7.5。在动力学实验中,将10 mg的H-PAVM微球体以35 mg/L的初-1始浓度添加到10 mL的35 mg ml LTL溶液中,并在一定的时间间隔(6.0min、15 min、30 min、60 min、120 min、180 min、240 min、360 min、480 min、720 min)测定吸附后LTL溶液的浓度。通过恒温水浴将混合物温度保持在25℃。
[0056] 结果发现H-PAVM的吸附容量在前100 min迅速增加,然后保持基本不变,这表明H-PAVM与LTL的结合达到动态平衡(结果如图7所示)。为了确定再生能力,选择性吸附LTL后的H-PAVM与在印迹颗粒合成期间除去模板相同的方式再生,然后再用于LTL的再吸收。
[0057] 在本实施例中,使用H-PAVM,H-PAVN,PAVM重复五次吸附和解吸附循环过程。结果显示H-PAVM在五个循环中平均仅损失其3.3%的吸附容量,H-PAVN的吸附容量减少了3.7%,PAVM的平均吸附能力下降了7.9%,这归功于H-PAVM的中空结构。这个结果的原因是采用的再生条件比较温和,H-PAVM微球的内表面和外表面上吸附位置的稳定性极好,也证明了H-PAVM微球在重复循环中能够保持良好的再生能力(结果如图8所示)。
[0058] 实施例6:
[0059] 通过比较MIP纳米球上类似分子结构重新结合量来进行选择性测试,选择儿茶酚(CTC),三氯苯酚(TCP)和氢醌(HDQ)被用作竞争吸附物质。结果发现,H-PAVM对LTL,TCP,CTC和QRT单独溶液的最终吸附容量分别为22.01 mg/g、2.31 mg/g、2.33 mg/g和2.71 mg/g。H-PAVN对LTL、TCP、CTC和QRT单独溶液的最终吸附容量分别为12.95 mg/g、2.01 mg/g、2.22 mg/g和2.61 mg/g,这表明H-PAVM对LTL的选择性吸附能力突出并且H-PAVM对LTL的选择吸附能力专一性很强(结果如图9所示)。