基于硼酸基功能化的磁性表面印迹聚合物制备及其对目标糖蛋白的识别

以硼酸基功能化的磁性Fe3O4纳米粒子(Fe3O4NPs)为载体,卵清蛋白(OB,一种糖蛋白)作模板分子,多巴胺(DA)为单体,采用表面印迹的方法,制备了一种磁性表面分子印迹聚合物纳米粒子。用平衡吸附实验研究了其吸附性能和识别选择性。结果表明,该分子印迹聚合物对目标糖蛋白(OB)具有较高的选择性和吸附量,并且具有良好的磁性,有利于进行快捷的磁性分离,这将为复杂生物样品中目标糖蛋白的专一性识别提供一种新的途径。     

槲皮素磁性分子印记聚合物的制备及其吸附性能

以槲皮素(Qu)为模板分子、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酸(AA)为功能单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂、H2O2-Vc为引发剂、KH570修饰的Fe3O4纳米颗粒为磁性载体,借助表面分子印迹技术制备了能够对Qu进行特异性识别的槲皮素磁性分子印迹聚合物(Qu-MMIPs)。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品进行了结构和性能表征。结果表明:Fe3O4磁性载体表面已成功包覆了分子印迹聚合物。与化学组成相同的磁性非印迹聚合物(Qu-MNIPs)相比,Qu-MMIPs对Qu有较高的吸附选择性。静态吸附平衡实验和Scatchard分析结果表明,Qu-MMIPs中存在两类不同的结合位点,平衡解离常数分别为1.646×10-6 mol/L和6.387×10-6 mol/L,最大吸附量分别为23.041mg/g和29.923mg/g。     

具有高选择性吸附的表面分子印迹磁性纤维素微球的制备与性能

以纤维素和纳米Fe₃O₄为原料制得磁性纤维素微球, 在纤维素微球表面选择合适的模板分子, 以甲基丙烯酸、 丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为功能单体, 采用水溶液聚合法制得表面分子印迹磁性纤维素微球. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等表征了分子印迹聚合物微球的结构. 以罗丹明B(RhB)为模板分子, 通过吸附动力学与吸附热力学实验研究了表面分子印迹磁性纤维素微球对RhB的吸附性能, 结果表明, 制备的表面分子印迹磁性纤维素微球对罗丹明B具有特异性识别作用, 饱和吸附量达到0.542 mg/mg, 吸附平衡时间为10 h左右. 表面分子印迹磁性纤维素微球大大降低了对吸附环境的依赖, 并可重复利用.     

核壳结构的萘夫西林磁性分子印迹聚合物微球的制备及性能

以表面修饰双键的Fe₃O₄@SiO₂纳米颗粒为基体,以萘夫西林(nafcillin)为模板,甲基丙烯酸(MAA)为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用三步升温聚合法合成了核壳结构的萘夫西林磁性分子印迹聚合物。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对制备的印迹聚合物微球进行了表征,得到的磁性印迹聚合物微球的粒径在320 nm左右,大小均匀,分散性较好,可以在外加磁场下与溶剂实现快速分离。对磁性印迹和非印迹聚合物进行了吸附性能研究,结果表明该印迹聚合物微球对模板分子具有很高的吸附容量(50.7 mg/g),特异性识别性能良好(印迹因子为2.46),有望应用于实际样品中萘夫西林残留量的富集分析。     

磁性分子印迹聚合物微球的制备及吸附特性研究

通过分子印迹技术,以磺胺(SNM)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,利用Fe3O4磁性纳米微球制备具有特异性识别磺胺的磁性分子印迹聚合物.通过紫外分光光度法对磁性印迹聚合物的吸附性能进行研究,并对吸附特性进行了探讨.利用等温吸附数据进行Scatchard分析,从而推断出印迹聚合物的最大吸附量Qmax为280....     

槲皮素金属配位分子印迹聚合物的识别性能

以槲皮素与Zn(Ⅱ)的配合物为模板,在甲醇溶液中制备金属配位分子印迹聚合物.通过紫外光谱研究了槲皮素与Zn(Ⅱ)的配位方式及配位比,验证了槲皮素、Zn(Ⅱ)和4-乙烯基吡啶之间的三元配位作用.利用红外光谱对产物的结构进行了表征.用平衡结合实验考察了功能单体及交联剂用量对聚合物吸附性能的影响,优化了聚合物的反应配比.同时对系列印迹聚合物的识别体系进行了考察.结果表明,槲皮素-Zn(Ⅱ)模板印迹聚合物对槲皮素-Zn(Ⅱ)的配合物表现出明显的吸附选择性和特异性,对槲皮素结构类似物芦丁和柚皮素的吸附选择性较差,分离因子分别为3.21和1.91.     

沉淀制备双酚Aπ-π堆积自组装印迹聚合物及其特异性识别机理研究

以类雌性激素双酚A为模板分子,选取4-乙烯基吡啶作为功能单体,在极性溶剂甲醇中,通过非共价键完成自组装过程,沉淀聚合制备对双酚A分子具有高度选择性识别和亲和力的分子印迹聚合物.采用紫外-可见光谱研究了双酚A和4-乙烯基吡啶的配合方式以及配位比,结果表明双酚A与4-乙烯基吡啶以配位比1∶2的方式,在极性溶剂中,无法以常用的氢键形成超分子配合物,却可以π-π堆积这种非共价键完成自组装过程.通过红外谱图,验证了沉淀聚合法制备的印迹聚合物可以完成双酚A的印迹和可逆分离.通过扫描电镜和等温吸附实验考察了分子印迹聚合物对模板分子的特异性识别和选择性吸附机理,印迹聚合物的特异性吸附容量为37.39μmol/g,印迹指数为4.31;对其结构类似物四溴双酚A和苯酚的分离因子分别为2.51和2.06,同时对莠去津,萘普生和槲皮素的分离因子分别为2.14,2.26和2.63,证实了分子印迹聚合物在极性溶剂中可以对双酚A分子进行很好的特异性识别,并且识别环境更接近天然分子环境.     

4-甲基咪唑磁性表面分子印迹聚合物的制备及其应用

以4-甲基咪唑(4-MI)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,利用Fe₃O₄磁性纳米微球制备了具有特异性识别能力的磁性表面分子印迹聚合物(MIP),并用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对聚合物进行了表征,结果显示磁性载体表面包覆了分子印迹聚合物薄层。用紫外分光光度法对4-MI与MAA的相互作用进行了分析,结果表明主客体主要存在形式为1个4-MI被1个MAA所包围。通过紫外分光光度法对磁性印迹聚合物的吸附性能进行了研究,静态吸附平衡实验和Scatchard分析结果表明Fe₃O₄@(4-MI-MIP)中存在两类不同的结合位点,最大吸附量分别为40.31 mg/g和23.07 mg/g,平衡解离常数分别为64.85 mg/L和30.41 mg/L。动力学研究表明准二级动力学方程能较好地拟合动力学实验结果,该过程符合准二级动力学模型。该磁性印迹聚合物应用于环境水样中4-MI的吸附,取得了较满意的结果。     

正丁醇分子印迹聚合物的制备及其吸附性能

以正丁醇为模板分子,采用本体聚合法制备了正丁醇分子印迹聚合物。利用扫描电镜和红外光谱对该聚合物进行表征,并利用动态吸附、静态吸附和选择性吸附实验评价其吸附性能。正丁醇分子印迹聚合物能够特异性识别正丁醇,通过计算得到正丁醇MIPs的分离因子α为2.057,印迹因子IF为2.123。此聚合物制备简单、可重复利用并且表现出良好的选择性,可作为固相萃取填料应用于食品中正丁醇的分离、富集和检测。     

手性药物(S)-布洛芬氢键自组装印迹聚合物识别机理

以含有单一结合基团的手性药物(S)-布洛芬作为模板分子,制备了系列印迹聚合物.采用紫外-可见光谱和红外光谱对印迹及识别机理进行了研究.结果表明,模板分子与功能单体分别通过形成蓝移氢键和红移氢键完成预组装过程和再识别吸附过程,且形成了主客体配比为1∶1的配合物.等温吸附实验结果表明,印迹聚合物对模板分子表现出明显的选择性吸附,特异性吸附容量为37.92μmol/g,印迹指数为3.06,且印迹聚合物内特定的三维空间结构对其特异性吸附性能具有显著影响.由手性分离实验考察了印迹聚合物的拆分性能,其对(R)-布洛芬的分离因子为1.79.     

有机磷神经毒剂分子印迹聚合物的模拟模板分子

采用DFT/B3LYP-D3(BJ)/6-31G(d,p)计算模拟方法分析探讨了双(对硝基苯基)磷酸酯(BNPP)替代对氧磷(PO)用作有机磷神经毒剂分子印迹聚合物(MIPs)模板分子模拟物的可行性. 通过对比BNPP和PO两种模板分子分别与各种功能单体形成的复合物的构型稳定性和结合能大小, 确认了以4-甲基丙烯酰胺基安替比林(MAAP)为第一功能单体、 甲基丙烯酸(MAA)为第二功能单体组成的双功能单体体系是最佳功能单体体系. 以BNPP为模板分子、 MAAP-MAA为单体体系、 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂、 纳米二氧化硅为载体, 采用表面印迹技术制备了SiO₂@BNPP分子印迹聚合物, 并对聚合物的表面形貌和吸附性能进行了分析. 实验结果表明, 当n(BNPP)/n(MAAP)/n(MAA)/n(EGDMA)为1∶1∶4∶20时, MIPs的吸附容量最大可达19.03 mg/g, 对4-硝基苯酚(4-NP)的分离因子为17.50; MIPs能够快速吸附模板分子, 5 min即可达到吸附平衡量的92%, 动态吸附平衡时间仅为15 min, 重复使用5次后仍能保持良好的吸附能力; 吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型, Scatchard方程分析表明MIPs中存在两类吸附作用位点. 实验结果与计算模拟结果的一致性表明, 计算模拟对有机磷神经毒剂MIPs的设计和研究具有一定的指导意义.     

酚酞分子印迹聚合物的制备及特异吸附性能

以泻药酚酞为模板分子,4-乙烯基吡啶为功能单体制备了模板分子和功能单体不同比例的一系列酚酞分子印迹聚合物。利用扫描电镜对聚合物进行了表面形态分析,采用静态平衡实验法研究了聚合物对模板分子及其类似物的吸附行为和选择性识别能力。实验结果表明,所制备的分子印迹聚合物,吸附 3 h 后基本接近最大吸附量,其中模板分子、4-乙烯基吡啶和交联剂的摩尔比为 1∶6∶20的MIP2的印迹因子为 2.30,效果最佳。Scatchard 分析表明, 在所研究的浓度范围内,吸附过程存在两类结合位点,一类高亲和力结合位点的离解常数为Kd1= 0.63 mmol/L,最大表观结合量 Qmax1 = 25.4 umol/g,另一类低亲和力结合位点的离解常数为 Kd2 =3.5 mmol/L,最大表观结合量 Qmax2 = 61.9 umol/g,通过与酚酞类似物质在酚酞分子印迹聚合物上的吸附行为比较,表明对酚酞具有很好的选择性吸附。     

新型单分散血清白蛋白印迹微球的制备

以猪血清白蛋白（PSA）为模板,采用分级印迹方法,制备了新型单分散多孔蛋白质表面印迹微球．将PSA吸附在5gm粒径、1000A孔径的球形硅胶表面及孔内后,将甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸为功能单体、甲又双丙烯酰胺为交联剂的聚合物溶液,通过真空负压引入到硅胶孔内,并在室温下聚合24h．反应完成后,用3mol／L NH4HF2刻蚀硅胶,获得形状和结构与硅胶颗粒互补的PSA印迹聚合物微球．竞争吸附实验结果表明,在非模板蛋白质存在的情况下,实现印迹颗粒对模板蛋白的高选择性吸附,选择因子达到3．6,说明该印迹聚合物材料有望成为一种可以同生物抗体相媲美的新型亲和材料．     

液晶分子印迹整体柱的制备及其分子识别热力学

液晶分子印迹聚合物(MIPs)因刚性液晶单体的加入而在超低交联度水平下也能印迹和识别模板分子,有效解决了传统MIPs因高交联度造成的位点包埋、结合容量低、传质慢等问题。尽管液晶MIPs具有如此独特的优势,但却面临着由于交联度的大幅度降低而导致印迹效果下降的问题。为了研究液晶MIPs的结合特性,制备具有良好印迹效果的低交联液晶MIPs,该文通过二次接枝聚合,制备了一系列不同交联度的液晶分子印迹整体柱,用高效液相色谱法研究了聚合参数与印迹整体柱亲和性的关系。实验中选用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂,以甲苯和十二醇为致孔剂合成整体柱骨架,并在此基础上以(S)-萘普生为模板,加入液晶单体4-氰基苯基单环己基乙烯(CPCE)进行二次聚合接枝。实验中系统考察了流动相中乙腈比例及缓冲液pH值对色谱保留的影响,结果发现液晶单体的加入使得MIPs对萘普生保留控制机制由原来的氢键作用变为了疏水作用;通过动态吸附实验得到的突破曲线经前沿分析及对吸附等温线Langmuir、Freundlich和Scatchard分析拟合,发现交联度为15%时液晶MIPs印迹因子最大(3.78)、非均一性最强,且特异性吸附量高于非特异性吸附量。液晶MIPs的计量置换模型(SDM-R)分析表明,液晶印迹整体柱对模板分子的总亲和力(ln A=0.645)明显高于其类似物;而从空间匹配程度看,与液晶印迹整体柱空间匹配程度最高的是酮洛芬而非模板分子,但液晶印迹整体柱对酮洛芬的总亲和力(ln A=0.242)不及模板分子的一半,表明在本低交联液晶印迹系统中,空间效应不是决定印迹系统识别能力的主要因素。进一步的分离热力学研究发现,低交联液晶印迹柱的|ΔΔH|<T|ΔΔS|,而交联度为70%的非液晶MIPs柱的|ΔΔH|>T|ΔΔS|,表明液晶MIPs的分离过程是一个熵控制过程,而常规无液晶MIPs的分离过程是一个焓控制过程。上述结果表明,液晶单体的加入改变了MIPs的识别机制,适当的低交联度可显著提高液晶MIPs的识别性能,因此液晶MIPs这些特质有望使其成为新一代的MIPs。     

Surface imprinted polymers for oil denitrification with the combination of computational simulation and multi‐template molecular imprinting

Multi‐template molecular imprinting technique was employed for the theoretical study about industrial oil denitrification. Prior to the preparation of multi‐template molecularly imprinted polymers (MT‐MIPs), density functional theory was used for simulating the imprinted pre‐assembly systems composed of template (aniline, indole, or 3‐methylinndole) and monomer [methacrylic acid, acrylamide (AM), and 4‐vinylpyridine]. MT‐MIPs were synthesized as surface MIPs simply and successively by seeded emulsion polymerization or two‐stage precipitation polymerization. The experimental results were consistent with the simulative results, which demonstrated that AM was more suitable monomer together. In addition, seeded emulsion polymerization synthesized MT‐MIPs with better performance compared with two‐stage precipitation polymerization. The adsorption kinetics and adsorption isotherm of MT‐MIP prepared with AM using seeded emulsion polymerization were fitted with different models. The fitting results indicated that pseudo‐second‐order kinetics model and Freundlich isotherm model were suitable for describing the adsorption process of AM seeded emulsion polymerization. This study will provide a certain guidance and theoretical basis for introducing the combination of multi‐template molecular imprinting technique and computational simulation into the field of industrial denitrification. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Preparation of quercetin imprinted core-shell organosilicate microspheres using surface imprinting technique

In this work,the quercetin imprinted core-shell microspheres were prepared using silica surface imprinting technique.A simple sol-gel procedure was used for the synthesis of the imprinted materials with 3-aminopropyltriethoxysilane as functional monomer and tetraethyl orthosilicate as crosslinker.The SEM images indicated that the MIPs shell was successfully grafted onto the silica surface.The characteristics of the molecularly imprinted polymers such as capacity,selectivity and absorption dynamic were investigated by rebinding experiments.The results showed that the prepared MIPs had good imprinting effect and adsorption amount of quercetin.     

Rational design of molecularly imprinted polymer: the choice of cross-linker

The paper describes a rational approach for the selection of cross-linkers during the development of molecularly imprinted polymers (MIPs). As a model system for this research MIPs specific for the drug zidovudine (AZT) were designed and tested. Three cross-linkers trimethylolpropane trimethacrylate (TRIM), ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) and divinylbenzene (DVB) were studied. The analogue of zidovudine (AZT) ester (AZT-ES) was used as a dummy template. The imprinting factors for all of the polymers in the static adsorption experiments were calculated. The data on the AZT adsorption by control polymers (CP), which were prepared with different cross-linkers without a functional monomer, was also analyzed. DVB was found to be more inert towards zidovudine than EGDMA and TRIM, which was confirmed by both molecular modelling and adsorption experiments. It was demonstrated that DVB-based polymers had a higher imprinting factor (I = 1.85) compared with other tested cross-linked polymers. It was suggested that the selection of the cross-linker should be based on the strength of the interaction with the template: the cross-linker which displays lower binding of the template should be preferential because it generates MIPs with lower non-specific binding and a higher imprinting factor, and therefore specificity. Which cross-linker to use for the preparation of any particular MIP can be determined by analysis of the interactions between the cross-linker and template. This could be done either virtually using computational modelling or by template adsorption using a small library of polymers prepared using different cross-linkers.     

三唑酮分子印迹预组装体系的分子模拟与吸附性能

以三唑酮为模板分子, 以丙烯酰胺(AM)、 丙烯酸(AA)、 甲基丙烯酸(MAA)和三氟甲基丙烯酸(TFMAA)为功能单体预组装了分子印迹聚合物体系, 采用半经验法和从头算法, 利用Hyperchem软件模拟了三唑酮与4种功能单体所组成的分子印迹预组装体系的构型、 能量、 反应配比及复合反应的结合能, 选择复合物结合能最高的功能单体用于分子印迹聚合物的合成. 采用密度泛函方法计算了模板与单体在不同致孔剂中的溶剂化能. 结果表明, 三唑酮与三氟甲基丙烯酸所形成复合物的作用力最强, 在非极性溶剂中溶剂化能最弱. 由预组装体系的差示紫外光谱法研究发现, 一分子三唑酮可与两分子三氟甲基丙烯酸在氯仿中形成氢键复合物, 与分子模拟的结果一致. 在最佳模拟条件下, 合成了三唑酮的印迹聚合物, 利用吸附等温线Langmuir和Freundlich模型研究了印迹聚合物的吸附行为及识别机理. 上述方法对于分子印迹体系的筛选及分子印迹聚合物性能的预测有重要的意义.