原位引发聚合制备色氨酸表面印迹聚合物微球

论文摘要

分子印迹聚合物（MIPs）是一类新型的功能高分子材料，具有高度专一的识别性能。其中，具有模板分子易完全洗脱、印迹位点可接近性好的表面印迹以及能较好地模拟生物识别的水相印迹都是目前分子印迹技术研究的新热点。本课题以L-色氨酸（L-trp）为模板，利用多孔聚合物微球大的比表面积，在其表面原位引发接枝印迹聚合物，在水相中制备吸附速度快、印迹分子易洗脱的多孔印迹聚合物微球（SMIPs），并对其吸附性能进行研究。本课题首先提出了一类多孔聚合物微球表面修饰的新方法——表面原位引发修饰法，即首先以物理吸附的方式在丙烯酸酯类多孔微球表面引入引发剂，形成聚合反应的活性中心，然后在水溶液中表面原位引发单体的聚合。结果表明，多种单体及引发剂都可以实现多孔微球的表面接枝，其中当采用AM为单体、BPO为引发剂、无水乙醇为吸附引发剂的溶剂时接枝率较高。同时，采用SEM、FTIR等表征手段证实了表面接枝聚合物的存在。将模板分子L-trp及交联剂MBA引入反应体系制备（trp-SMIPs），通过计算SMIPs的重量变化及红外光谱分析，证实了表面接枝聚合物的存在。紫外分光光度法的分析结果表明功能单体与模板分子之间存在着相互作用，通过竞争吸附试验研究了合成的SMIPs对模板分子的重结合能力，并考察了溶液pH环境、模板分子与功能单体的摩尔比、交联剂用量及表面活性剂种类等因素对trp-SMIPs制备及吸附识别性的影响。吸附动力学研究表明，trp-SMIPs对L-trp的初始吸附速度很快，几十分钟即可达到吸附平衡，其吸附动力学符合拟二级动力学方程。吸附等温线与Langmuir方程较符合，与Freundlich方程误差较大，并算出了其最大吸附量Qm及平衡吸附常数KL。最后，尝试采用控温微波辐射加热法实现微球的快速表面接枝以及合成SMIPs。结果表明微波辐射加热的效果可以等同于传统水浴加热，都可以实现丙烯酰胺在微球表面的接枝聚合以及在多孔微球表面接枝印迹聚合物层，但是微波辐射可以显著缩短反应时间，使几个小时的聚合反应在短短的几十分钟内完成，具有省时、节能的优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 分子印迹技术
• 1.1.1 分子印迹技术的基本原理
• 1.1.2 影响分子印迹聚合物制备的主要因素
• 1.1.3 分子印迹技术的现存问题
• 1.1.4 分子印迹技术的发展趋势
• 1.2 表面聚合技术
• 1.2.1 表面接枝聚合方法
• 1.2.2 表面引发自由基聚合
• 1.3 原位聚合技术
• 1.4 微波辐射技术
• 1.4.1 微波辐射技术原理及特点
• 1.4.2 微波辐射技术的特性和优势
• 1.4.3 微波辐射技术在高分子领域中的应用
• 1.5 本课题的研究目的及意义
• 1.6 本课题的研究内容及创新之处
• 第二章 表面原位引发接枝聚合修饰多孔聚合物微球
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂及仪器
• 2.2.2 原料的精制
• 2.2.3 实验装置
• 2.2.4 多孔微球的表面接枝
• 2.2.5 分析与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 单体、溶剂及引发剂的种类对表面接枝的影响
• 2.3.2 AM 浓度对表面接枝的影响
• 2.3.3 静置时间对表面接枝的影响
• 2.3.4 聚合时间对表面接枝的影响
• 2.3.5 吸附方式及引发剂浓度对表面接枝的影响
• 2.3.6 红外光谱分析
• 2.3.7 聚合物微球形貌观察
• 2.4 本章小结
• 第三章 原位引发聚合制备色氨酸表面印迹聚合物微球
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂及仪器
• 3.2.2 表面印迹聚合物微球（SMIPs）的制备方法
• 3.2.3 紫外光谱研究模板分子与功能单体的相互作用
• 3.2.4 荧光光谱法确定洗脱工艺
• 3.2.5 测试与表征
• 3.2.6 吸附与识别性能测定
• 3.2.7 正交试验设计
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 表面印迹聚合物的合成及识别过程
• 3.3.2 模板分子与功能单体相互作用的紫外光谱分析
• 3.3.3 表面印迹聚合物的红外光谱分析
• 3.3.4 表面印迹聚合物的热稳定性分析
• 3.3.5 分子印迹聚合物微球的吸附特性及影响因素
• 3.3.6 表面印迹聚合物吸附过程的动力学研究
• 3.3.7 表面印迹聚合物吸附的吸附等温线
• 3.4 本章小结
• 第四章 微波辐射下的表面接枝聚合
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂及仪器
• 4.2.2 利用微波辐射快速制备表面印迹聚合物微球
• 4.2.3 分析测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 反应装置的选择
• 4.3.2 多孔微球的表面接枝及其影响因素
• 4.3.3 微波快速合成表面印迹聚合物
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介