多重刺激响应性印迹材料的设计、制备及其特异性分离/富集磺胺类药物的行为和机理研究

This research aims at preparing a novel stimuli-responsive imprinted material by combining computer simulation technique, atom transfer radical polymerization(ATRP) technique, stimuli-responsive molecular imprinting technique and multi-templates molecular imprinting technique, and achieving selective trace removal and/or determination of sulfonamides from real water. Advanced characterization methods will be employed to expound the physical and chemical properties of this stimuli-responsive imprinted material. The kinetics and thermodynamics properties in the adsorption/desorption process will be explained and their corresponding models will be established. Also, a new method that selective trace extraction and determination sulfonamides in real water samples will be established.

本课题旨在利用分子模拟技术、原子转移自由基聚合（ATRP）技术、刺激响应性分子印迹技术和多模板分子印迹技术的优点，合理地设计并制备一种新型刺激响应性印迹材料，实现对水相中痕量磺胺类有机污染物的选择性脱除、富集/分离及检测。利用多种先进表征手段阐释刺激响应性印迹材料的物化性质，解释该印迹材料吸附/释放磺胺类有机物的热力学、动力学性质、识别和释放机制，创建相应的模型，建立水环境中痕量磺胺类污染物富集/分离及检测新方法。

分子印迹聚合物（MIPs）的选择性分离/富集成为样品分析检测的重要手段；刺激响应性的MIPs可在外界刺激下完成对目标分子的特异性控释，实现智能、高效控制。项目紧密围绕①基于温度、pH、光、磁性构建响应性的印迹聚合物，通过一系列的表征手段对合成产物的形貌、分散性、磁性性能等进行分析说明。同时对其温敏性、pH敏感性、光敏感性、吸附动力学、吸附等温线等模型研究特异识别性能，并对其选择性分离/富集行为进行机理分析。将制备的印迹聚合物与设备联用，检测环境样品（水、牛奶、猪肉、牛肉等）中的磺胺类药物，提高了分离/富集效率和精度，建立了新的分析方法；② 将量子点荧光敏感特性与分子印迹聚合物的特异性相结合，制备得到了对一定频率荧光有响应的聚合物，将其与荧光分光光度计联用，利用其对目标分子有特异的敏感性，检测了自来水、河水中的磺胺类药物；③将多壁碳纳米管、纳米粒子等敏感材料与印迹聚合物结合，形成对电流敏感的复合物，将其与电化学工作站联系，应用于检测环境中的重金属铅、镉、酚类激素等污染物。研究中阐述了刺激响应性聚合物的特异性识别行为和分离/富集的热力学、动力学模型，讨论了多维空间位点的形成机理，建立了选择性检测环境中磺胺类药物等污染物的新方法。