罗丹明B分子印迹聚合物微球的制备及其荧光光谱机理的研究(终极版)详解.doc

罗丹明B分子印迹聚合物微球的制备及其荧光光谱机理的研究 张观流，杨 明*，夏娟娟，黄 昱 （武汉轻工大学 化学与环境工程学院， 武汉 430023） 摘要： 采用改进的分散聚合方法制得的纳米级聚苯乙烯微球（PS)为种球，以罗丹明B为模板分子，通过单步溶胀聚合法在水相中制备了单分散分子印迹聚合物微球(MIPs）。通过红外光谱分析MIPs的结合位点，利用紫外光谱研究MIPs的结合机理和识别特性，并用扫描电子显微镜观察其形貌，采用荧光光度法，研究荧光分子印迹聚合物的吸附结合能力及荧光特性。结果表明:PS微球的粒径分布100～150nm，MIPs粒径分布为200～300nm，罗丹明B分子印迹聚合物对罗丹明B具有特异的识别选择性和优良的结合特性，荧光光谱法检测MIPs在557nm激发波长下发射波长为593nm，荧光较强。 关键词：分子印迹聚合物微球；单步溶胀聚合；罗丹明B；荧光光谱 罗丹明B(Rhodamine B)，又叫玫瑰红B，是一种桃红色的人工合成的三苯甲烷类碱性染料，曾经被用作食品添加剂作为调味品(主要是辣椒粉和辣椒油)染色剂[1]。实验证明，罗丹明B具有潜在的致癌和致突变性，我国和欧盟等均不允许在食品中使用[2]。因此，建立一种准确、灵敏的检测罗丹明B的新技术在食品安全领域有着重要的实际应用价值[3]。 分子印迹技术[4](Molecular Imprinting Technique，MIT)是近年来出现的制备具有识别功能聚合物的新技术，可获得在空间结构和结合位点上与某一分子完全匹配的分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers，MIPs）。这种聚合物在分离科学[5]、固相萃取[6]、仿生传感器[7]、抗体模拟和模拟酶催化[8]等领域显示了优越性，有着广泛的应用前景[9]。 目前，制备分子印迹聚合物的方法有很多种。文献已有采用本体聚合法、单步溶胀聚合法[10]和反相微乳液聚合法[11]合成罗丹明B分子印迹聚合物的报道，并研究了其吸附性能。但由于本体聚合得到的块状聚合物必须经过研磨、筛分和沉降等后处理程序，在一定程度上破坏了识别位点，且利用率低；而反相微乳液聚合法在制备过程中需加入一定的表面活性剂或稳定剂，在吸附过程中，表面活性剂或稳定剂也会对印迹分子产生非选择性吸附，这对印迹聚合物的吸附能力也有一定的影响。本文首先采用分散聚合法[12]制备出单分散纳米级聚苯乙烯微球[13，14]然后以此为种球采用单步溶胀聚合法制备罗丹明B分子印迹聚合物微球，探讨其形态粒径分布，并通过荧光分光光度计[15]研究MIPs的荧光光谱[16]和结合特性。 1.实验部分 1.1主要试剂 作者简介：张观流(1990~)，男，硕士生。主要研究方向：功能纳米材料。E-mail：freshman613@163.com. 通讯作者：杨明 (1963~)，男，教授，研究生导师，E-mail：ymnju@163.com. 苯乙烯(St)，分析纯，天津市东丽区天大化学试剂厂；过硫酸钾(K2S2O4)，化学纯，天津市科密欧化 学试剂厂；十二烷基硫酸钠(SDS)，分析纯，天津市科密欧化学试剂厂；邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，分析纯，天津市东丽区天大化学试剂厂；罗丹明B(RhB)，分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司；罗丹明6G，分析纯，阿拉丁试剂(上海)有限公司；丙烯酰胺（AM），分析纯，天津市化学试剂研究所；四氢呋喃，分析纯，天津市科密欧化学试剂厂；乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司；偶氮二异丁腈(AIBN)，分析纯，上海山浦化工有限公司；聚乙烯醇(PVA)，分析纯，上海化学试剂公司分装厂；甲醇，分析纯，天津市科密欧化学试剂厂；四氢呋喃 ，分析纯，天津市科密欧化学试剂厂；冰醋酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；乙腈，分析纯，天津市科密欧化学试剂厂；氯仿，分析纯，天津市科密欧化学试剂厂。 集热式恒温加热磁力搅拌器 (DF-101B)；970CRT荧光分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；扫描电子显微镜 (S-3000N)日本HITACHI公司；数控超声波清洗器 (KQ2200DB）昆山市超声仪器有限公司；超声波细胞粉碎机 （JY92-2D）宁波新芝生物科技股份有限公司；真空干燥箱 （DZF-6050）上海精宏实验设备有限公司；紫外-可见光分光光度计（UV2102PC）龙尼柯（上海）仪器公司；傅立叶变换红外光谱仪 （330型 ）美国Thermo公司；恒温水浴摇床 （HS30）武汉中科科仪技术发展有限责任公司；电子分析天平 （AR2104）奥豪斯国际贸易有限公司。970CRT荧光分光光度计，上海精密科学仪器有限公司； 1.2分子印迹聚合物制备 1.2.1分散聚合法制备PS纳米微球 （1）将