亚胺硫磷分子印迹聚合物吸附性能研究

殷慧龄等

前 言

亚胺硫磷是一种广谱有机磷杀虫剂，能够引发急性中毒。分子印迹聚合物（MIPs）对模板分子具有专一识别能力和选择性吸附作用，不仅可用于待测组分的纯化与富集，还可与气相色谱、液相色谱串联，提高色谱柱的柱效，极大提高分析效率。

1、材料与试剂

亚胺硫磷原药， 亚胺硫磷标品（纯度98%，Sigma），甲基丙烯酸丁酯BMA（纯度99%，Sigma），甲基丙烯酸MAA（分析纯），二甲基丙烯酸乙二醇酯EDMA（纯度97%，Sigma）使用前重蒸去阻聚剂，偶氮二异丁腈AIBN（分析纯）使用前重结晶，甲醇、四氢呋喃（THF）、甲苯、二甲基甲酰胺（DMF）等有机溶剂（分析纯），C18（thermo scientific）。

2、主要仪器设备

Cary 50-Bio紫外可见分光光度计（Victoria， Australia），Centrifuge 5804 R台式冷冻离心机。

3、实验方法

3.1MIPs 的合成制备

在3mL四氢呋喃与1mL甲苯混合液合溶液中加入327mg亚胺硫磷（纯度95%，约1mmol）及甲基丙烯酸MAA 4mmol，搅拌30min，再加入EDMA 10 mmol及40 mg偶氮二异丁腈，磁力搅拌混匀（4小时），通氮气15min，然后60℃水浴锅中热聚合24h。将聚合物粉碎，置于索氏萃取器中，加入270mL甲醇-30mL冰醋酸作萃取溶剂，至萃取液中无亚胺硫磷检测出来为止。60℃真空干燥，得到亚胺硫磷分子印迹聚合物。制备非印迹聚合物除不加模板分子亚胺硫磷外，其余操作步骤同上述分子印迹聚合物的制备。

3.2吸附容量的测定

100μg/mL亚胺硫磷乙醇溶液。在摇床上震摇2h，离心，紫外-可见光度计上测定上清液中的亚胺硫磷浓度，波长为225nm。同时平行做非印迹聚合物。每批做三个平行，结果取平均值。

3.3平衡結合实验

准确称取20mg分子印迹聚合物于的棕色样品瓶中，分别加入不同浓度的亚胺硫磷乙醇溶液，振荡2h后离心，测定上清液亚胺硫磷浓度。同时做非印迹、商用固相萃取C18吸附材料。

4、吸附容量计算

吸附容量的计算公式，Ci和Cf为吸附溶液中模板分子的起始和最终浓度，V为吸附溶剂的体积，W加入吸附溶液中MIPs的质量。

5、吸附平衡结合实验及MIPs的Scatchard分析

由图可知：在相同条件下，印迹材料对模板分子的吸附容量高于非印迹材料对模板分子的吸附容量。随着亚胺硫磷浓度的增大，印迹聚合物和非印迹聚合物对亚胺硫磷的吸附容量也随之增大。在180μg/mL浓度时，印迹聚合物吸附容量为1435.1μg/g，非印迹聚合物的吸附容量为920μg/g。在相同条件下印迹聚合物对模板分子的吸附容量高于非印迹聚合物对模板分子的吸附容量，说明印迹聚合物具有的印迹效应。同时比较商用固相萃取C18吸附材料时发现（如图1），吸附浓度为50μg/mL时C18吸附容量达到饱和为130.4μg/g，而相应的MIPs吸附容量为603.6μg/g，说明MIPs对亚胺硫磷的吸附能力高于商用固相萃取C18吸附材料对亚胺硫磷的吸附能力。

图1 印迹聚合物、非印迹聚合物和C18吸附材料对亚胺硫磷的吸附等温线

在分子印迹技术研究中常采用Scatchard模型来评价分子印迹聚合物的吸附特性，是对受体的平衡键合进行分析的一种数学方法，公式如为：

，

其中C是指溶液的初始浓度，Q是指达到吸附平衡时的吸附容量，其中Kd是结合位点的平衡解离常数，而Qmax是指最大饱和吸附容量。进行线性回归，可得到一条线性的直线，即Q/C=12.287- 0.0036Q。由Scatchard曲线的斜率和截距可求得印迹聚合物的离解常数Kd=0.278μg/L，饱和吸附容量Qmax=3413.05μg/g。结果表明印迹聚合物对模板分子具有较强的结合作用。

6、结论

对合成的MIPs进行了静态平衡吸附试验，平行比较非印迹及C18吸附材料，得出所合成的吸附材料具有较好的特异性吸附能力，其吸附能力远远大于C18对亚胺硫磷的吸附。并进一步应用Scathard分析法，求得聚合物对模板的理论最大吸附量Qmax为3413.05μg/g，亚胺硫磷-印迹聚合物的解离常数Kd为0.278μg/L。Qmax值较大，表明印迹聚合物对模板吸附明显，Kd值较小，表明模板与印迹聚合物结合能力较好。

（作者单位：昌吉市农产品质量安全检验检测中心）