(仅供参考)新型功能单体分子印迹聚合物的研究进展

新型功能单体分子印迹聚合物的研究进展

袁琼辉　汤又文3

(华南师范大学化学与环境学院化学系　广州　510006)

摘　要　分子印迹聚合物是近年发展起来的新型重要分子识别材料,功能单体是其识别性能最重要的影响因素之一,因此,对新型功能单体分子印迹聚合物的研究越来越受重视。基于分子印迹聚合物在固相萃取、色谱柱分离、传感器等方面的应用,对新型功能单体分子印迹聚合物的研究进展进行了综述。

关键词　分子印迹聚合物　新型功能单体

Progress on Molecularly Imprinted Polymers with N ovel Functional Monomers

Y uan Qionghui,T ang Y ouwen3

(Department of Chemistry,S outh China N ormal University,G uangzhou510006)

Abstract　M olecular im printed polymer is a new im portant predictable selectivity material;its recognition property mainly depends upon the contained functional m onomer.Therefore,interest has been growing in study on m olecular im printed polymers with novel functional m onomer.Based on the applications of m olecular im printed polymer in the fields,such as chromatogram column separation,s olid2phase extraction,sens ors and s o on,the progress of the m olecular im printed polymers with novel functional m onomers were summarized and the limitations and prospective applications of the technique related were discussed,too.

K eyw ords　M olecular im printed polymers,N ovel functional m onomers

分子印迹聚合物(MIP)是利用分子印迹技术制备的具有与模板分子在空间结构和结合位点上完全匹配的高分子聚合物。自1972年Wulff等[1]首次成功制备出MIP以来,其在固相和固相微萃取[2]、色谱柱分离[3]、传感器[4]以及催化等方面的研究和应用得到了很好的发展。

MIP的制备方法通常有本体聚合[5]、沉淀聚合[6]、表面印迹[7]、溶胶凝胶[8]、两步溶胀[9]等方法。洗脱模板分子后的聚合物具有对印迹分子亲和性和选择性高、适应性广、稳定性好、寿命长等优点。

MIP识别性能主要受功能单体、溶剂、致孔剂、功能单体与模板分子的比例、聚合方式、交联剂、引发剂等因素的影响。由于MIP的选择性吸附主要依靠功能单体与模板分子之间形成的弱作用力强度,因此功能单体直接决定着聚合物对印迹分子的亲和性和专一选择性。

目前,大多数研究者采用如甲基丙烯酸、42乙烯基吡啶和丙烯酰胺等[10]常见的功能单体开展不同模板聚合物的制备及应用研究。为了得到高亲和性和选择性的MIP,也有一些研究者针对特定的模板分子探索合成具有特征官能团的新型功能单体的研究。本文综述了近年来新型功能单体MIP在固相萃取、色谱柱分离、传感器等的研究进展,并展望其发展趋势。

1　分子印迹固相萃取(molecularly imprinted solid2phase extraction,MISPE) MIP具有制备容易、成本低廉、稳定性高、选择性好等特点。因此,MISPE已成为固相萃取研究的热点之一[11]。为了更好的选择性分离富集目标物,新型功能单体MIP已日益受到重视。

严秀平等[12]利用功能单体1,采用表面印迹技术制备出五氯苯酚MISPE材料,利用其五氯苯氧负离

3联系人,Email:tanglab@

国家自然科学基金项目(20875034)资助

2008212210收稿,2009202224接受

子与铵正离子之间的离子和氢键作用,识别模板分子。在实际样品的固相萃取中,对模板分子的吸附具有高的选择性和快的动力学平衡,且检测限较低(6ngΠL),可望应用于各种水相样品中的五氯苯酚的定性定量分析。笔者实验室[13]利用功能单体1和苯基三甲氧基硅烷为混合功能单体,采用表面印迹技术合成出艾司唑仑MISPE材料,利用功能单体1的氨基与艾司唑仑的氮原子之间的氢键作用,以及苯基三甲氧基硅烷的苯环与艾司唑仑苯环之间的π2π作用协同识别模板分子。在对血样和尿液实际样品的固相萃取中取得较好的分离富集效果。Laura等[14]以2为功能单体,用牺牲硅胶载体法,在硅胶孔中制备出聚合物,用氢氟酸除去硅胶后得到双氯酚酸钠MIP。用其分离富集尿中双氯酚酸钠,在微分脉冲溶出伏安法定量分析中,检测限达到μgΠm L水平。

Akimitsu等[15]利用功能单体3和4的氨基与苯基磷酸酯的2个氧原子形成八员环氢键,由本体聚合成的MIP在水相或乙腈中表现出对模板的高亲和性,回收率达90%。Rdvan等[16]以功能单体5与镍和氰根离子形成镍配合物,与二甲基丙烯酸乙二醇酯交联成MIP,对水溶液中其它阴离子有很好选择性,可望用于水中污染物分离富集。

研究表明,在固相萃取方面,新型功能单体MIP的研究主要是针对不同的模板分子,利用功能单体和模板分子的有效非共价键,提高对模板分子的吸附量和选择性。但对不同作用力的定性和定量研究还比较少;对整个萃取过程中的热力学与动力学上的吸附机理研究也尚未形成完整理论体系。随着研究的深入,新型功能单体的MISPE是一个具有很好前景和应用价值的领域。

2　色谱柱分离分析

分子印迹色谱技术(m olecular im printed chromatogram technique,MIC)是分子印迹技术应用的另一个重要方向。色谱柱是液相色谱分离分析的核心部分,而MIP对目标分析物具有专一识别性的特点,因此,研究主要集中在对液相色谱柱固定相的结构修饰。针对特定模板设计合成新型功能单体,采用直接(整体柱制备法)[17]或间接制备法[18]制备出MIP柱填料,有效提高容量因子(k)、分离度(α)和印迹因子(IF)[19]。

211　非手性液相色谱柱

K azuy oshi等[20]利用能形成“受体2给体2受体—给体2受体2给体(DAD2ADA)”型三点“阵列”氢键的新功能单体6,本体聚合出尿嘧啶MIP。由于功能单体与模板及类似物能很好的形成互补的三点“阵列”氢键,增强保留,因此,MIP柱对模板及嘧啶环类似物保留较强。Andrew等[21]合成出新型功能单体7,本体聚合成三苯基磷酸酯MIP,装成色谱柱,对三苯基磷酸酯的IF达到410。