[00138957]分子印迹磁性复合材料的设计及其应用于海水痕量污染物检测研究

随着工农业的发展,大量危害环境和人类健康的化学品被释放到自然环境中,它们在环境中性质稳定,存留时间长,有较强的生物蓄积毒性,甚至“三致”（致癌、致畸形和致突变）效应。研究表明,0.1 μg/L甚至更低量级的环境持久性污染物便能引起实验动物的生物效应,干扰生物体中内源性激素的分泌,低剂量效应与超痕量检测技术研究已成为当前环境持久性污染物研究的一个重要方向。然而,一般情况下,实验室在该水平的检测均需进行富集净化处理,否则难以获得准确的检测结果。开展痕量环境持久性污染物的富集净化技术研究,对于环境持久性污染物的检测及其污染防治具有积极的推动作用和现实意义。迄今,一些吸附材料在化学污染物的分离和富集方面有了一定的应用基础研究,但如何提高富集效率和对污染物的特异性识别能力仍然是研究者所需要突破的重点方向,其中设计合成特异性修饰的材料以获得理想的富集与净化效果是实现污染物高选择性富集与净化的关键。 分子印迹聚合物（MIP）是一类新兴的富集材料。其制备的基本原理为模板分子 （template molecular） 和功能单体（functional monomer） 先通过共价或非共价键作用,形成主客体配合物;然后加入交联剂（cross linker）使主客体配合物与交联剂发生共聚,从而得到在模板分子周围形成高度交联的刚性聚合物;最后用适当的溶剂将模板分子洗脱。所得的聚合物拥有特异性的结合位点,这些位点对模板分子的功能基团、分子尺寸、空间结构等具有记忆功能,可以根据预定的选择性和高识别性进行分子识别。然而,这类种材料需通过高速离心才能实现固液分离,其应用在一定程度上受到了限制,因此研发一种新型的复合材料克服其样品与基体分离的困难,显得十分必要。鉴于此,磁性分子印迹复合材料（MIPMMs）因其自身具有良好的磁响应性可以实现在外磁场作用下快速、有效的固液分离而成为国内外研究的重要方向之一。在此基础上可以建立基质分散-磁性固相萃取（MMSPE）技术进行样品预处理。MMSPE技术是以磁性或可磁化的材料作吸附剂基质的一种固相萃取技术,在磁固相萃取过程中,磁性吸附剂不需要填充到吸附柱中,而是被添加到样品的溶液或悬浮液中,使目标分析物吸附到分散的磁性吸附剂表面,在外部磁场作用下分离;可以避免普通固相萃取技术繁琐的过柱操作、吸附柱容易堵塞、重复性差等问题,因而具有良好的应用前景。 本项目按合同书要求在磁场诱导下通过悬浮聚合反应制备Fe3O4-环氧基功能团的磁性高分子材料,并采用酚类环境污染物为模板分子,通过其与多胺的氢键相互作用,将带有模板分子的多胺嫁接到富含环氧基的Fe3O4磁性高分子材料表面;进一步通过调节pH值,洗脱模板分子,得到富含-NH2/-OH活性功能团的磁性分子印迹复合材料（MIPMMs）;将其作为富集材料,以海水中酚类环境污染物（以氯酚类和双酚类污染物为主）为研究对象,建立了基质分散-磁性固相萃取（MMSPE）-色/质联用检测方法,阐明了富集机理。相关研究成果在SCI刊物上发表研究论文3篇,EI收录论文1篇,其中最高SCI影响因子7.443,3篇论文累计影响因子达14.36;申请国家发明专利1项。 本项目的实施对于考察分子间氢键自主装、磁场诱导在分子印迹功能化磁性复合材料的设计与可控合成方面有指导意义,通过吸附机制的研究对于探索该类材料在海洋环境检测中的应用有重要的理论价值,对于海洋资源保护和海洋环境检测技术的提升有积极的现实意义。 本项目立意明确,既有较高的理论价值,又有潜在的应用价值。项目组成员对研究工作的背景有很好的把握,提出了切实可行的研究方案,取得了翔实可靠的实验数据,完成了合同规定的研究内容和预定各项指标。