一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡制備方法，屬環(huán)境材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。特指以活性干酵母為基底，環(huán)丙沙星（CIP）作為模板分子，丙烯酰胺（AM）為功能單體，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，通過沉淀聚合過程，制備環(huán)丙沙星表面印跡吸附劑的方法。靜態(tài)吸附實驗用來研究了制備的印跡吸附劑的吸附平衡、動力學(xué)和選擇性識別性能。結(jié)果表明利用本發(fā)明獲得的表面印跡吸附劑具有較快速的吸附動力學(xué)性質(zhì)和優(yōu)越的環(huán)丙沙星分子識別性能。
【專利說明】一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡制備方法，屬環(huán)境材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]分子印跡技術(shù)(Molecular Imprinting Technique, MIT)是指以目標分子為模板分子，制備對該分子具有特異選擇性識別功能的高分子印跡聚合物(MolecularlyImprinted Polymers, MIPs)的一種技術(shù)。分子印跡技術(shù)之所以得到眾多科學(xué)工作者的重視，主要是因為其具有三大特點:即預(yù)定性，特異識別性，廣泛應(yīng)用性。預(yù)定性就是指人們可以根據(jù)不同的需要以不同的模板分子制備分子印跡聚合物，以滿足各種不同要求；特異識別性是因為分子印跡聚合物是根據(jù)模板分子定做的，它具有獨特的空間結(jié)合位點，可以選擇性地識別模板分子；其廣泛應(yīng)用性主要表現(xiàn)在它與酶和底物、抗原和抗體、受體和激素等天然的生物分子識別系統(tǒng)相比，具有較強的抗惡劣環(huán)境能力，高度的穩(wěn)定性和較長的使用壽命，且制備方法比較簡單，使得它在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。
[0003]表面分子印跡技術(shù)通過把分子識別位點建立在基質(zhì)材料的表面，從而有利于模板分子的脫除和再結(jié)合，克服了本體聚合方式中存在的一些嚴重缺陷，如活性位點包埋過深，傳質(zhì)和電荷傳遞的動力學(xué)速率慢，吸附-脫附的動力學(xué)性能不佳等。酵母(Yeast)作為一類重要的工業(yè)微生物，廣泛應(yīng)用于食品和飲料等發(fā)酵行業(yè)，利用酵母作為表面分子印跡載體材料，具有來源廣、價廉易得、官能團豐富、與有機物兼容性高且可與無機材料形成穩(wěn)定的價鍵等優(yōu)點?；钚愿山湍甘抢矛F(xiàn)代生物技術(shù)和先進設(shè)備將工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的酵母細胞干燥成干物質(zhì)95%以上，水分5 %以下的抽真空包裝產(chǎn)品，其見水后瞬間即變成具有生理活性的細胞。用活性干酵母作為制備表面印記的基質(zhì)材料，具有無可比擬的優(yōu)勢。
[0004]氟喹諾酮(Fluoroquinolones)類藥物是一類人工合成的新型殺菌性抗菌藥物,能夠抑制細菌DNA的合成，具有抗菌譜廣、抗菌活性強、生物利用率高、與其它抗菌藥物無交叉耐藥性等特點，被廣泛用于動物和人類多種感染性疾病的治療。環(huán)丙沙星作為第三代氟喹諾酮類藥物，被廣泛用于獸醫(yī)臨床、畜禽和水生動物養(yǎng)殖業(yè)中。近年來，隨著國際食品貿(mào)易中對環(huán)丙沙星等喹諾酮類藥物越來越嚴格的最高殘留范圍的限定，此類藥物在動物源食品中的殘留分析引起了國內(nèi)外的普遍關(guān)注。將MIPs作為固相萃取中的吸附材料，可有效從復(fù)雜基質(zhì)食品樣品中分離、純化、富集待測物，同時除去干擾組分，可顯著提高環(huán)丙沙星檢測方法的選擇性、靈敏度及準確度。
[0005]沉淀聚合法是將單體、交聯(lián)劑、模板分子完全溶于溶劑中，組成均相聚合體系，在一定的條件下引發(fā)聚合反應(yīng)，聚合物生長到一定程度，生成的聚合物就不溶于單體和溶劑，產(chǎn)生相分離而使聚合物從聚合體系中沉淀出來。應(yīng)用此方法可以得到具有特定粒徑分布的聚合物微球，而且該方法不需在反應(yīng)體系中加入任何穩(wěn)定劑，因此制備的聚合物微球表面潔凈，避免了懸浮聚合、乳液聚合等聚合方法中聚合物微球表面由穩(wěn)定劑或表面活性劑對模板分子的非選擇性吸附。沉淀聚合獨特的優(yōu)勢使其在分子印跡微球的制備中得到廣泛的運用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明利用沉淀聚合方法制備了一種環(huán)丙沙星表面印跡吸附劑，并將吸附劑用于水溶液中環(huán)丙沙星的選擇性識別和分離。該吸附劑對環(huán)丙沙星具有選擇性高，分離效果顯著，重復(fù)使用次數(shù)多的優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明特指以活性干酵母為基底，環(huán)丙沙星(CIP)作為模板分子，丙烯酰胺(AM)為功能單體，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，通過沉淀聚合過程，制備環(huán)丙沙星表面印跡吸附劑的方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
(I)將活性干酵母和水加入到100 ml圓底燒瓶中，混勻至酵母溶解，接著加入乙腈，超聲10 min，然后分別加入環(huán)丙沙星，丙烯酰胺，乙二醇二(甲基丙烯酸)酯，混勻攪拌，接著加入2，2’-偶氮二異丁腈。隨后將瓶口密封，放入水浴震蕩器中，設(shè)置溫度50°C，轉(zhuǎn)速180rpm,反應(yīng)2 h,接著調(diào)高溫度至60°C,繼續(xù)反應(yīng)22 h。然后離心,60°C下真空干燥12 h。合成的印跡聚合物用甲醇和醋酸的混合液為提取液索氏提取48 h，脫除模板分子環(huán)丙沙星。最后，產(chǎn)物在50°C下真空干燥6 h制得環(huán)丙沙星表面印跡聚合物。對應(yīng)的非印跡吸附劑(NIPs)制備方法與上述相同，但不加模板分子環(huán)丙沙星。
[0009]其中，步驟(1)中所述的活性干酵母、水和乙腈的用量比例為:1:(50-70):(200~280) g/ml/ml。
[0010]其中，環(huán)丙沙星、丙烯酰胺、乙二醇二(甲基丙烯酸)酯和2，2’-偶氮二異丁腈的用量為:按照每Ig活性干酵母加入(0.31-0.33)mmol環(huán)丙沙星，(1.25^2)mmol丙烯酰胺，(5~10) mmol乙二醇二 (甲基丙烯酸)酯和(0.02~0.06) g 2，2，-偶氮二異丁腈。
[0011]其中，步驟(1)中所述的甲醇和醋酸的混合液中甲醇和醋酸的體積比為9:1 ; 上述技術(shù)方案中所述的環(huán)丙沙星，其作用為模板分子。
[0012]上述技術(shù)方案中所述的丙烯酰胺，其作用為功能單體。
[0013]上述技術(shù)方案中所述的乙二醇二(甲基丙烯酸)酯酯，其作用為交聯(lián)劑。
[0014]上述技術(shù)方案中所述的2，2’ -偶氮二異丁腈，其作用為引發(fā)劑。
[0015]上述技術(shù)方案中所述的活性干酵母，其作用為基質(zhì)材料。
[0016](2)將所制得的吸附劑進行吸附性能分析測試。
[0017]①靜態(tài)吸附試驗
稱取5 mg印跡聚合物(MIPs)和非印跡聚合物(NIPs)加入相應(yīng)測試溶液中，在恒溫水域中靜置，考察吸附溶液的初始濃度、靜置時間和結(jié)構(gòu)類似物干擾對印跡吸附劑識別環(huán)丙沙星分子的影響；吸附后，通過離心分離收集得到測試液中上層清液，未吸附的環(huán)丙沙星分子濃度用紫外光譜測定，并根據(jù)結(jié)果計算出吸附容量(a，mg/g):
【權(quán)利要求】
1.一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡的制備方法，按以下步驟進行: 將活性干酵母和水加入到100 ml圓底燒瓶中，混勻至酵母溶解，接著加入乙腈，超聲10 min，然后分別加入環(huán)丙沙星，丙烯酰胺，乙二醇二(甲基丙烯酸)酯，混勻攪拌，接著加入2，2’ -偶氮二異丁腈；隨后將瓶口密封，放入水浴震蕩器中，設(shè)置溫度50°C，轉(zhuǎn)速180rpm,反應(yīng)2 h,接著調(diào)高溫度至60°C,繼續(xù)反應(yīng)22 h ;然后離心,60°C下真空干燥12 h ;合成的印跡聚合物用甲醇和醋酸的混合液為提取液索氏提取48 h，脫除模板分子環(huán)丙沙星?’最后，產(chǎn)物在50°C下真空干燥6 h制得環(huán)丙沙星表面印跡聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡的制備方法，其特征在于，其中所述的活性干酵母、水和乙腈的用量比例為:1:(5(T70):(20(T280) g/ml/m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡的制備方法，其特征在于，其中，環(huán)丙沙星、丙烯酰胺、乙二醇二(甲基丙烯酸)酯和2，2’-偶氮二異丁腈的用量為:按照每Ig活性干酵母加入(0.31-0.33) mmol環(huán)丙沙星，(1.25^2) mmol丙烯酰胺，(5~10) mmol乙二醇二 (甲基丙烯酸)酯和(0.02~0.06) g 2，2’-偶氮二異丁腈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高選擇性識別環(huán)丙沙星的表面印跡的制備方法，其特征在于，其中所述的甲醇和醋酸的混合液中甲醇和醋酸的體積比為9:1。
【文檔編號】C08F220/56GK103788297SQ201410046990
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月11日
【發(fā)明者】戴江棟, 王娟, 曹志晶, 孟敏佳, 李春香, 閆永勝 申請人:江蘇大學(xué)