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1、萄翻大学 硕士研究生毕业( 学位) 论文 双甲胺草磷分子印迹固相萃取研究 ， 姓名：胡锦屏。 专业：有机化学 方向：有机分析 导师：张智超教授 南开大学化学学院元素有机化学研究所 中国天津 二零零八年五月 肿I lllPlII r ll llI III I IIIF Y 17 9 8 0 2 3 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下 各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学 位论文的E ；P , B I J 本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存 论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论
2、文全文或者部分的阅览服务： 学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在 不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术 活动。 学位论文作者签名： 胡匀夸辱 0 8 年g 月I , 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在5 年解密后适用 本授权书。 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下： 。_。_1-。H_。_1。1。-。_。“。-1。-_一 l 内部5 年( 最长5 年，可少于5 年) 秘密1 0 年( 最长1 0 年，可少于1 0 年) 机密2 0 年( 最长2 0 年，可少于2 0 年) 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈
3、交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：剖扫畔屏 瑚踞年占月 中文摘要 中文摘要 本论文以除草剂双甲胺草磷( T M ) 为目标分子，分别利用目标分子印迹和 分子片段印迹方法合成分子印迹聚合物( M I P ) ，最终得到对T M 具有特异选择 性的分子印迹固相萃取( M I S P E ) 柱，并用于实际样品前处理。文
4、中的有机磷分 子印迹聚合物和分子片段印迹聚合物( 片段M I P ) 的研究内容是目前国际上报 道很少的前沿课题。 本论文共分为四部分： 第一章为前言，综述了分子的印迹原理、影响分子印迹效果的因素以及分 子印迹技术的应用范围，提出了本论文的立题思想和实验设计。 第二章对M I P 的聚合条件进行优化，分别以丙烯酰胺、甲基丙烯酸、苯乙 烯、4 乙烯基吡啶为功能单体，考察了致孔剂种类和用量对分子印迹效果的影响。 研究结果表明，以2 ，4 二甲基6 硝基苯酚( 6 - N P ) 、T M 为模板，均能在非极 性溶剂( 如环己烷、正己烷) 、极性质子型溶剂( 如甲醇水、异丙醇) 中得到 对T M 有
5、特异吸附性的M I P 。T M 的片段M I P 与T M M I P 能在相同聚合条 件下获得好的印迹效果，且片段M I P 对T M 的K D 、I F 值均比其对模板分子 6 - N P 的相应值大得多，这说明片段M I P 与T M M I P 的印迹条件及识别原理相 似。实验表明片段M I P 内剩余大量模板不影响其对T M 的吸附，因此聚合条 件优化过程中模板无需提取完全，就能准确的评价片段M I P 对T M 的特异吸 附性从而节省提取模板所需的大量溶剂，并加速聚合条件优化的进程。 第三章中分别对印迹效果较好的片段M I P ( M I P f 1 ) 及T M M I P (
6、 M I P t ) 通过竞争吸附实验、F r e u n d l i c h 吸附等温线拟合、累积吸附实验等方法进行对比 研究。竞争吸附实验的结果表明两种M I P 都能特异性的吸附T M 及其类似物， M I P f 1 主要通过与化合物结构上官能团的结合作用识别化合物，而M I P - t 则通 过官能团结合作用以及空间匹配作用识别化合物；F r e u n d l i e h 等温线拟合得到 M I P f l 、M I P t 的m 值分别为0 9 3 、0 7 9 ，说明M I P f 作用位点分布较均一： 累积吸附实验结果表明M I P f l 对T M 吸附作用力较强，吸附容量
7、较大。 对模板分子的特定选择性是M I P 最重要的特点之一。本研究以累积吸附 法考察M I P t 的动态选择性。结果表明，当同时上样的各化合物在M I S P E t 的 吸附量总和达到柱容量时，T M 将取代其他化合物占用的作用位点而被吸附， 中文摘要 也就是说M I S P E t 对T M 具有特定选择性。 第四章中将2 5 0m gM I P f 1 及M I P t 分别装填M I S P E 柱，用于添加T M 的土壤样品前处理，并优化上样、淋洗条件。在优化条件下，样品经M I S P E - t 或M I S P E f 1 处理后都得到了很好的净化，绝大部分杂质被去除，洗脱
8、液可用 G C F P D 测定总浓度和手性H P L C 测定对映体浓度比值( E R ) 。样品添加水平 为0 0 5 、O 2 、0 5p g 时，经M I S P E f l 处理后T M 的平均回收率为8 5 9 3 ( R S D H 5 H 1 H 3 H 4 H 6 H 7 ，在M I P f 1 上的吸附按仪由大到小排列为： H 2 H 5 H 4 T M H 3 H 1 H 6 H 7 。 各化合物的优先顺序有如下规律： 1 ) 聚合物对化合物的选择性吸附与化合物苯环上的硝基数目密切相关，苯 环上硝基越多，其在M I P 上的吸附越强。 2 ) M I P - f 1 的选
9、择性与化合物苯环上的硝基数目以及空间位阻有关，苯环 上带两个硝基的H 2 最易被吸附。苯环上带单硝基时，空间位阻越小越易被吸 附，如H 5 T M H 1 ；带给电子取代基的化合物较易被吸附，如H 4 H 3 。 3 ) M I P - t 的选择性与化合物苯环上的硝基数目、空间位阻以及与印迹空穴 的空间匹配性有关。苯环上带两个硝基的H 2 最易被吸附，其次是模板T M 。 苯环上带单硝基时，分子空间位阻小的H 5 及分子结构与T M 极为类似的H 1 较易被吸附；带拉电子取代基的化合物较易被吸附，如H 3 H 4 。 表3 - 3 M I P - f l 及M I P - t 的选择性：静态
10、吸附分配常数( ) 及选择性因子( a ) 注：“一”表示未获得该值 第二节固相萃取累积吸附曲线 3 2 1 实验部分 3 2 1 1 仪器与试剂 A g i l e n t 一6 8 9 0 N 型气相色谱仪，配电子捕获检测器、火焰光度检测器( F P D ， 4 7 南开大学硕士研究生毕业论文 磷滤光片) 、7 6 8 3 B 自动进样器及在线工作站；电子天平：超声波清洗器，A U T O S C I E N C EA S 5 1 5 0 A 型；电热恒温水浴箱：回旋振荡器，江苏省金坛市医疗仪器 厂，H Y B 1 型；1 0 0 、4 0 0 目尼龙分样筛等。 甲醇为色谱纯，冰醋酸为分析
11、纯，直接使用；正己烷、丙酮为分析纯，使用 前重蒸处理；6 - N P ，纯度为9 6 ，南开大学元素所合成室提供，使用前先用甲 醇进行重结晶；用于配制标样的T M ，纯度9 9 以上，元素所合成室提供；各 类似物及非类似物均由元素所合成室提供，纯度9 8 以上。 3 2 1 2 色谱条件 测定含单一T M 的样品G C F P D ，H P 5 0 + 毛细管柱，3 0m x 0 3 2m m x 0 2 5 岬，载气为高纯氮气( 纯度9 9 9 9 9 ) ，流速为2m L m i n ；采用分流进样， 分流比为1 ：1 5 ，进样量为1 此；采用程序升温，初始温度5 5 ，保持lm i n
12、 ， 以3 0 m i n 升至2 2 5 ，保持7m i n ；进样口和检测器温度分别为2 3 0 和 2 3 5 ，H 2 流速为1 5 0m L m i n ，空气流速为11 0m L m i n ，补充气为高纯氮气， 流速为5 0m L m i n 。 3 2 1 3 柱容量研究 本实验以单一T M 在M I S P E t 及M I S P E f l 柱上的累积吸附考察M I P S E 的柱容量。 操作过程：取2 5 0m gM I P t 、M I P f 1 或者N I P 分别置于5 0m L 小烧杯中， 加入1 0m L 甲醇，充分混匀，装填入固相萃取柱( 1 0 X1
13、5 0m i l l ，具有G 3 筛 板特别定制的玻璃柱) 中，待甲醇走干后，在吸附剂上加盖垫片，得到M I S P E t 、 M I S P E f l 及N I S P E H 。用甲醇乙酸( v ：v ，9 ：1 ) 混合溶剂冲洗直到流出液中检 测不到模板分子。将1 , g m L 含T M 的正己烷标样1 0 0m L 常压过柱，每5m L 接一次。通过测定流出液中T M 的浓度，计算被保留在柱上的T M 的量。 过柱过程如下：2 5 0 0m L 丙酮+ 2 X 3 0 0m L 正己烷+ 2 0 x 5 0 0m L 标样 + 大量甲醇冲洗，流速在1m L m i n 左右。
14、3 2 1 4M I S P E t 的动态选择性研究 本实验以累积吸附曲线研究M I S P E t 的选择性，并将实验结果与平衡吸附 法的选择性结果进行比较。将1 , g m L 的正己烷混合标样1 0 0m L 常压过柱， 前3 0m L 每5m L 接一次，后7 0m L 每1 0m L 接一次。通过测定流出液中 南开大学硕士研究生毕业论文 各化合物的浓度，计算被保留在柱上的各化合物的量。 过柱过程如下：2 5 0 0m L 丙酮+ 2 3 0 0m L 正己烷+ 2 0 X 5 0 0m L 混合 标样+ 大量甲醇冲洗，流速在lm L r a i n 左右。 混合标样中含有化合物的结
15、构和名称见图3 1 和图3 5 。表3 1 中的化合物 为第1 组，表3 5 中的化合物为第1 I 组。其中有H 1 、H 2 、H 5 三种化合物在两 组中均有。 色谱条件：G C F P D ，C P s i l2 4C B 毛细管柱，3 0m 0 2 5r a m 0 2 5g m ，载 气为高纯氮气( 纯度9 9 9 9 9 ，流速为2m L m i n ；采用分流进样，分流比为1 ：1 5 ， 进样量为1 此；进样口和检测器温度分别为2 3 0 和2 3 5 ，H 2 流速为1 5 0 m L m i n ，空气流速为1 1 0m L m i n ，补充气为高纯氮气，流速为5 0m L m i n 。采 用程序升温： 第1 组：初始温度5 5 ，保持1r a i n ，以3 0 r a i n 升至2 1 0 ，保持5 m i n ，再以2 升至2 2 0 ，保留2m i n ，再以5 r a i n 升至2 2 5 ，保持6 m i n t 第1 I 组：初始温度1 5 0 ，保持1r a i n ，以3 0 r a i n 升至2 0 0 ，保持2 m i n ，再以5 r a i n 升至2 2 5 ，保持1 2r a i n 。 H 1 m3CO-鎏tPl13CO一。D： 一o 弋N 0 2 P r N H
