表面分子印记聚合物的制备及其在农残检测中的应用
摘要:分子印记技术是一项聚合物制备技术,其所制备出的聚合物物质对于某些特定的分子具有较强的专一识别特性,这些印记聚合物材料具备有较高的亲和性与选择性,并且稳定性良好所需的制备成本低廉,因此可广泛的应用于环境监测、农残检测等相关领域当中。本文主要通过对于分子印记聚合物的制备进行了简要的分析,而后就其在农残检测当中的实际应用进行了相关的探究工作,最终就实际应用结果进行了分析总结。
关键词:分子印记技术;聚合物;制备;农残检测;应用
伴随着近些年来我国经济水平的持续增长,人们对于物质生活的追求日益提高,尤其是伴随着近些年来我国食品安全问题愈发突出,对于相关农残检测工作的要求也就提出了新的要求。分子印记技术可以制备出实验检测的聚合物质,而这些聚合物制对于一些特定的分子物质具备有极强的专一识别能力,将之应用于农残检测工作中,能够极大的提高对于残留农药的检测准确性,因此应用前景十分广阔,据此下文将展开具体的分析与探讨。
一、实验制备
(一)实验原料
在本次研究中主要选用了聚烯丙基胺;γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氧乙酸;4-
氯苯氧乙酸;2,4-二氯苯氧乙酸等;正硅酸四乙酯。
(二)纳米二氧化硅制备
先将正硅酸四乙酯以及一定的乙醇混入三颈椎圆底烧瓶之中,其容量为500ml,同时对其进行匀速搅拌,持续4min,使这两种物质能够进行充分的融合,而后再加入以适当的氨水同时迅速搅拌4min,最终再用搅拌器固定匀速搅拌16h,即可得到二氧化硅凝胶液体。
将凝胶氧化硅纳米级粒子物质,均匀的装到五根离心管之中,其体积容量为50ml,采取分离及置换操作。并且利用浓度值为96%的乙醇以及污水甲苯溶液对其采取离心、分散及置换,重复上述操作4次。将任意一支离心管当中所分散完成的氧化硅胶凝粒子,采用无水甲苯再次分散于260ml的三颈磨口圆底烧瓶当中,在这一过程之中加入以γ-氨丙基三乙氧基硅烷,并对其进行加热搅拌直到其达到回流温度值,持续时间为22h。在此实验过程之中全程给予痰气通入保护措施,在回流装置的上部应用具有干燥剂的干燥管予以密封处理,避免水蒸气的流入,同时也能够预防γ-氨丙基三乙氧基硅烷发生水解反应。
(三)前驱组装体复合物制备
取出0.021g的2,4-二氯苯氧乙酸与270 聚烯丙基胺,置于250mL的烧瓶当中,并置入10mL乙醇以及45mL的去离子水溶剂,在常温条件状况下匀速搅拌30min.
(四)结合实验
采用稳态法研究应激聚合物,对于2,4-二氯苯氧乙酸分子的结合特征,取22.0mg的聚合物放入20mL的磨口试管当中,依次加入以浓度为 的2,4-二氯苯氧乙酸分子溶液6Ml,对试管进行密封处理,而后置入恒温气浴摇床当中,并于温度条件为24℃的环境下持续震荡22h,而后再采用高速离心机予以分离处理,并量取适宜的离心液体应用乙醇与水溶液,混合溶液并使其稀释到相应的体积条件下,采用紫外分光光度法于是当波长检测平衡吸附液之中的2,4-二氯苯氧乙酸分子含量,进而依据前后溶液中的浓度改变情况来求出聚合物制对于底物的结核量,同样的检测过程共进行三次取平均值。同时检测2,4-二氯苯氧乙酸分子结构的类似物于印记聚合物当中的平衡吸附效果,从而对印记材料的选择情况进行探讨。
二、农残检测应用
有实验研究表明,采用阿特拉津作为模板的分子印记聚合物,针对氯代三嗪除草剂予以样本采集,得到了十分显著的采集效果。另外还有研究运用特拉津印记聚合物针对土样当中的少量氯代三嗪类农药残留物质予以样本采集,其化合物质的回收效果均达到了81%以上,由此证明此类聚合物质具备有较强的选择特性。
三、结果及分析
因为无节制的滥用农药,致使土壤、水体甚至是大气环境均遭受了污染。在生态环境当中所长期残存的有机农药物质会借助于大气、水体传播至其它地区,进而使得农药残存所污染的范围越来越大。我国作为一个农业大国,所应用的农药种类十分繁多,且由于相关规范制度的不完善应用量往往较大。我国的多个地区均已出现了不同程度的水体污染。本次研究主要就针对苯氧乙酸与三嗪类的农药残存物质予以了检测及识别,有仿生学和纳米级化学的角度来探讨分子组装的设计与合成,通过实验制备以高密度的印记位点、亲和度以及结合速度均较快的农药分子印记聚合物,来探究纳米结构分子印记的识别性与敏感性。本次研究主要就二氧化硅纳米粒子为主要研究支撑。二氧化硅材料具有极强的刚性特点,同时在位点方面的保持效果较为良好,能够十分便捷的进行功能化修饰作用。
结束语
总而言之,纳米级的结构分子印记材料不但对于目标分子具有极强的结合容量,并且还具备有后功能化与一致材料的形态特征,因此通过开展纳米级结构分子印记的制备研究工作,并将之应用于农残检测工作能够发挥出极大的作用价值,可有效的提高农残检测的准确性,无论是理论研究意义还是实际应用价值均具有十分广阔的应用前景。
参考文献:
[1] 刘倩.石墨烯基电化学传感平台的构建及其农药残留检测应用研究[D].江苏大学,2014.
[2] 戴炳业,唐清华,胡燕等.电化学生物传感器在农药残留检测中的应用研究进展[J].粮油食品科技,2014,(4).
[3] 娄钧翼,谭贤,谢黎明等.戊唑醇分子印迹传感器制备及其农药残留检测的电学传感机理分析[J].农药学学报,2015,(6).
基金项目:安徽高校自然科学研究项目“荧光标记的分子印记壳聚糖微纳米微粒制备及其在农药残留检测中的应用”(KJ2016A700);桐城师专教科研项目“环境污染对湖泊水质的影响及其治理策略--以桐城市为例”(tcszky005)
作者简介:周琳(1980-),男,安徽桐城人,硕士,讲师,主要研究方向:材料化学。