本發(fā)明屬于材料制備和分離
技術(shù)領(lǐng)域：
，特指一種聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜的制備方法及其用途。
背景技術(shù)：
：雙酚A(BPA)作為一種化工原料，主要用于生產(chǎn)聚碳酸酯塑料、環(huán)氧樹脂、阻燃劑、抗氧化劑、涂料和農(nóng)藥等，下游產(chǎn)品廣泛用于食品包裝、塑料制品等各種與人體直接接觸的日常生活用品中，因此雙酚A可以通過各種途徑進入到環(huán)境介質(zhì)中。同時，雙酚A還是一種具有較強生物毒性和內(nèi)分泌干擾作用的環(huán)境雌激素，且難于降解，易在生物體內(nèi)蓄積，能與人體的內(nèi)源激素雌二醇競爭結(jié)合雌激素受體，在即使痕量的條件下也會造成人體很多疾病的發(fā)生，包括糖尿病、前列腺癌和乳腺癌等與激素有關(guān)的癌癥。因此，迫切需要準(zhǔn)確測定食品中BPA的含量，以保障人類健康。目前，檢測食品中BPA含量的測定方法主要有氣相色譜法、高效液相色譜法以及它們的各種聯(lián)用技術(shù)。由于雙酚A具有較強的極性，容易被復(fù)雜的樣品基體所吸附，因此在進行色譜分析之前，需要對其進行提取、分離和富集。常用的樣品預(yù)處理方法有液液萃取、固相萃取、基質(zhì)固相分散、加速溶劑萃取、固相微萃取，以及液液微萃取等。這些萃取方法雖然在一定程度上解決了雙酚A的分離分析問題，但也存在不足，主要體現(xiàn)在：不具有專一性吸附性能，在萃取目標(biāo)分析物的同時，一些結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相近的共存干擾物也能被萃取。當(dāng)目標(biāo)分析物濃度非常低，共存干擾物濃度較大時，這種競爭吸附作用會對隨后的分離檢測，如物質(zhì)分離度、分析精密度和準(zhǔn)確度等產(chǎn)生不利影響。因此，我們急需一種可以快速、操作簡便、和高靈敏度檢測痕量BPA的方法。分子印跡膜(MolecularlyImprintedMembrane,MIM)是分離功能材料領(lǐng)域的一種具有重要意義的研究方向，它是是指包含或由分子印跡聚合物組成的一類膜，通過聚合物對模板分子的記憶識別性能達(dá)到分子識別的目的，其分子空間識別能力強，可實現(xiàn)高選擇性分離；基本思路是在聚合介質(zhì)中加入印跡分子，成膜后將印跡分子除去，印跡聚合層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中就留下了與印跡分子尺寸大小相匹配的空穴，生成的印跡膜與印跡分子之間存在相互作用，將其用于分離印跡分子與其它物質(zhì)構(gòu)成的混合物時，印跡膜能識別出印跡分子，從而有效地將目標(biāo)物從混合物中分離。將分子印跡膜技術(shù)與高靈敏度的熒光檢測技術(shù)相結(jié)合，制備得到具有熒光特性的熒光MIM，MIM在特異性分離BPA的同時，可以根據(jù)熒光信號的改變測定所結(jié)合的BPA含量,兩者的結(jié)合可同時滿足抗干擾、高靈敏度、高特異性和高穩(wěn)定性的需求，因此在食品樣品中BPA的分析檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明是以醋酸纖維素(CA)為基質(zhì)，殼聚糖(CHI)為功能聚合物，聚酰胺-胺包裹的稀土銪配合物(PAMAM-Eu(TTA)3phen)為添加劑，合成對雙酚A(BPA)分子有專一識別特性的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜，并用于對水溶液中雙酚A的選擇性檢測識別和分離，該聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜對雙酚A分子具有較高的選擇性和吸附性。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜的制備方法，包括如下步驟：步驟1、將0.225～0.675g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于10～30mL的乙醇中，用1～4mol/LNaOH溶液調(diào)pH＝8.0，得到混合液A；步驟2、稱取0.06～0.18g的三氧化二銪(Eu2O3)，滴加1～3mL濃鹽酸使三氧化二銪溶解，再加入3～10mL的去離子水，滴入步驟1中的混合液A中，升溫至60℃，磁力攪拌0.5h，得到混合液B；步驟3、將0.06～0.18g鄰菲咯啉(Phen)溶于3～10mL的乙醇中，將此乙醇溶液滴入到步驟2的混合液B中，在磁力攪拌下，60℃回流反應(yīng)3h，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，抽濾，然后用乙醇和水洗滌，最后60℃下真空干燥24h，得到銪的配合物；步驟4、取步驟3得到的銪的配合物、聚酰胺-胺加入到二甲亞砜(DMSO)中，升溫至40℃，機械攪拌24h，至完全溶解，得到混合液C；步驟5、向步驟4得到的混合液C中加入膜基質(zhì)醋酸纖維素(CA)，功能聚合物殼聚糖(CHI)和模板分子雙酚A(BPA)，40±5℃下攪拌混勻，機械攪拌3～4h至溶解均勻，得到鑄膜液；步驟6、將步驟5得到的鑄膜液于40±5℃下保溫靜置，至脫去攪拌產(chǎn)生的氣泡，然后取一潔凈的玻璃板，將鑄膜液平鋪于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度，30s后緩慢將其浸入去離子水中，浸泡30min，取出玻璃板并將其剝下，得到聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜；步驟7、將步驟6得到的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜采用三氯化鐵去離子水混合溶液為提取液，以脫除模板分子雙酚A，再用水洗滌至中性，將最終制得的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜浸沒于去離子水中儲存。步驟1～3中，所使用的噻吩甲酰三氟丙酮、三氧化二銪、鄰菲咯啉的質(zhì)量比為3.75:1:1，步驟2中，所述濃鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5％。步驟4中，所述的銪的配合物、聚酰胺-胺、二甲亞砜按照質(zhì)量比為6:7:5129。步驟5中，在所述的膜的鑄膜液中，聚合物醋酸纖維素(CA)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13％，功能聚合物殼聚糖(CHI)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鑄膜液的1.0％，模板分子雙酚A(BPA)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鑄膜液的0.3％。步驟6中，所述的靜置脫泡時間為24～48h，膜的厚度為2.0mm。步驟7中，三氯化鐵去離子水混合溶液中，F(xiàn)eCl3和去離子水的質(zhì)量比為1:12500。所制備的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜用于吸附分離水溶液中的雙酚A。對應(yīng)的非印跡膜(NIM)的制備方法與上述相同，但不加模板分子雙酚A。上述的技術(shù)方案中所述的稀土配合物(即銪的配合物)，其作用為添加劑，檢測模板雙酚A分子。上述的技術(shù)方案中所述的聚酰胺-胺樹狀分子，其作用添加劑，包裹稀土配合物，提高稀土配合物的光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，兼?zhèn)淞擞袡C、無機材料的優(yōu)點。上述的技術(shù)方案中所述的乙醇，其作用為溶劑，溶解噻吩甲酰三氟丙酮和鄰菲咯啉。上述的技術(shù)方案中所述的二甲亞砜，其作用為溶劑，溶解醋酸纖維素，殼聚糖和添加劑，以制備鑄膜液。上述的技術(shù)方案中所述的醋酸纖維素(CA)，其作用為膜基質(zhì)。上述的技術(shù)方案中所述的殼聚糖(CHI)，其作用為功能聚合物，與模板分子通過氫鍵的作用，吸附模板分子。上述的技術(shù)方案中所述的雙酚A(BPA)，其作用為模板分子。上述的技術(shù)方案中所述的去離子水，其作用為非溶劑，從而發(fā)生相轉(zhuǎn)化，成膜。上述的技術(shù)方案中所述的三氯化鐵去離子水混合提取液，其作用為阻斷模板分子和功能聚合物間的氫鍵作用，從而洗脫模板分子。聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜用于吸附分離水溶液中的雙酚A，具體方法按照下述步驟進行：(1)靜態(tài)吸附實驗各取一片印跡和非印跡膜加入相應(yīng)的含有不同濃度的雙酚A水溶液中，在25℃恒溫箱中靜置，4.0h后考察印跡和非印跡膜的吸附量，若加入的混合溶液體積為V(L)，所配溶液的起始濃度為C0(mgL-1)，一定時間吸附后其平衡濃度為Ce(mgL-1)，通過以下方程即可計算出膜的平衡吸附量(Qe,mgg-1)為：(2)基于熒光MIM多功能酶標(biāo)儀檢測BPA條件的優(yōu)化各取一片印跡和非印跡膜加入相應(yīng)的含有不同濃度的BPA溶液中(終濃度為5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同時間點(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶標(biāo)儀檢測混合液的熒光強度，以找出檢測低濃度BPA最優(yōu)的熒光MIM濃度和檢測時間。(3)特異性分析在(2)多功能酶標(biāo)儀檢測BPA最優(yōu)檢測條件下，熒光MIM或NIM與濃度為25mg/L的BPA或其類似物(BPC，BPZ，4,4-二羥基聯(lián)苯，四溴雙酚A)混合，用多功能酶標(biāo)儀測定BPA或其類似物加入后混合液的熒光強度，計算熒光變化值I0/I。有益效果：(1)印跡過程發(fā)生在膜材料表面和內(nèi)部，避免了傳統(tǒng)模板分子只在表面而阻擋力不夠的問題。(2)加入殼聚糖，使分子印跡聚合物嵌在膜中，避免了在膜清洗過程中聚合物的脫落。(3)利用本發(fā)明獲得的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡復(fù)合膜具有熱穩(wěn)定性好，優(yōu)越的雙酚A分子識別性能。(4)將分子印跡膜技術(shù)與熒光檢測技術(shù)相結(jié)合，建立了一種操作簡便、快速、靈敏和高通量檢測食品中BPA含量的新方法。具體實施方式上述聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜應(yīng)用于吸附分離水溶液中的雙酚A，下面結(jié)合具體實施實例對本發(fā)明做進一步說明。實施例1(1)稱取0.225g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于10ml乙醇中，攪拌至溶解均勻，用1mol/LNaOH溶液調(diào)PH＝8.0；(2)稱取0.06gEu2O3，滴加1mL濃鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5％)使之剛好溶解，再加入3mL水使之完全溶解，將此鹽溶液滴入步驟(1)中的乙醇溶液，升溫至60℃，磁力攪拌0.5h；(3)稱取0.06g鄰菲咯啉(Phen)溶于3mL的乙醇中，將此乙醇溶液滴入上述混合液中，加入到裝有回流冷凝器的圓底燒瓶中，60℃磁力攪拌，回流3h，冷卻至室溫，抽濾，然后分別用6mL乙醇和6mL水洗滌三次，最后60℃下真空干燥24h,得到銪的配合物；(4)稱取8.5484g二甲亞砜(DMSO)為溶劑，稱取0.01g稀土配合物和0.0116g聚酰胺-胺加入二甲亞砜(DMSO)中，升溫至40℃，機械攪拌24h，至完全溶解；(5)將1.3g醋酸纖維素(CA)、0.1g殼聚糖(CHI)和0.03g模板分子雙酚A(BPA)加入到步驟(4)得到的溶液中，40℃下機械攪拌4h至溶解均勻，得到鑄膜液；(6)步驟(5)得到的鑄膜液，于40℃下保溫靜置，脫去攪拌產(chǎn)生的氣泡，然后取一潔凈的玻璃板，將鑄膜液平鋪于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度2.0mm，30s后緩慢將其浸入去離子水中，浸泡30min后取出，即得聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜，將上述得到的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜浸沒于三氯化鐵去離子水混合溶液(三氯化鐵與水質(zhì)量比為1:12500)中，以脫除模板分子雙酚A，再用水洗滌至中性，儲存于去離子水中。非印跡膜的制備方法與上述相同，但不加模板分子雙酚A。(7)將所制得的印跡膜進行靜態(tài)吸附實驗配制100mgL-1的雙酚A(BPA)溶液，溶劑為去離子水，各取一片印跡膜和非印跡膜質(zhì)量為0.02g，分別加入10mL配制的雙酚A(BPA)溶液中，25℃恒溫箱中靜置4.0h后，用紫外分光光度計測量溶液中雙酚A的含量，結(jié)果顯示，印跡共混膜的吸附量為4.49mgg-1明顯高于非印跡膜的吸附量1.51mgg-1。(8)將所制得的印跡膜檢測BPA條件的優(yōu)化各取一片相同體積的印跡和非印跡膜加入相應(yīng)的含有不同濃度的BPA溶液中(終濃度為5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同時間點(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶標(biāo)儀檢測混合液的熒光強度，結(jié)果顯示，利用本方法檢測最優(yōu)的熒光BPA濃度為25mg/L，檢測時間為加入BPA后150min。(9)特異性分析在(8)多功能酶標(biāo)儀檢測BPA最優(yōu)檢測條件下，熒光MIM或NIM與濃度為25mg/L的BPA或其類似物(BPC，BPZ，4,4-二羥基聯(lián)苯，四溴雙酚A)混合，用多功能酶標(biāo)儀測定BPA或其類似物加入后混合液的熒光強度，計算熒光變化值I0/I，結(jié)果顯示，BPA對熒光MIM具有最強的熒光猝滅能力，同時，MIM的熒光變化值(I0/I)較NIM大，說明前者對模板分子BPA具有特異性吸附能力。熒光MIM和NIM與BPA及其類似物混合后的熒光變畫紙I0/I熒光變化值BPABPCBPZ4,4-二羥基聯(lián)苯四溴雙酚AMIM(I0/I)1.560.981.020.961.00NIM(I0/I)0.821.320.760.780.74實施例2(1)稱取0.3375g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于15ml乙醇中，攪拌至溶解均勻，用2mol/LNaOH溶液調(diào)PH＝8.0；(2)稱取0.09gEu2O3，滴加適量的濃鹽酸(36.5％)使之剛好溶解，再加入5mL水使之完全溶解，將此鹽溶液滴入步驟(1)中的乙醇溶液，升溫至60℃，磁力攪拌0.5h；(3)稱取0.09g鄰菲咯啉(Phen)溶于5mL的乙醇中，將此乙醇溶液滴入上述混合液中，加入到裝有回流冷凝器的圓底燒瓶中，60℃磁力攪拌，回流3h，冷卻至室溫，抽濾，然后分別用10mL乙醇和10mL水洗滌三次，最后60℃下真空干燥24h,得到銪的配合物；(4)稱取25.645g二甲亞砜(DMSO)為溶劑，稱取0.03g銪的配合物和0.035g聚酰胺-胺加入二甲亞砜(DMSO)中，升溫至40℃，機械攪拌24h，至完全溶解；(5)將3.9g醋酸纖維素(CA)、0.3g殼聚糖(CHI)和0.09g模板分子雙酚A(BPA)加入到步驟(4)得到的溶液中，40℃下機械攪拌4h至溶解均勻，得到鑄膜液；(6)步驟(5)得到的鑄膜液，于40℃下保溫靜置，脫去攪拌產(chǎn)生的氣泡，然后取一潔凈的玻璃板，將鑄膜液平鋪于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度2.0mm，30s后緩慢將其浸入去離子水中，浸泡30min后取出，即得聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜，將上述得到的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜浸沒于三氯化鐵去離子水混合溶液(三氯化鐵與水質(zhì)量比為1:12500)中，以脫除模板分子雙酚A，再用水洗滌至中性，儲存于去離子水中。非印跡膜的制備方法與上述相同，但不加模板分子雙酚A。(7)將所制得的印跡膜進行靜態(tài)吸附實驗配制100mgL-1的雙酚A(BPA)溶液，溶劑為去離子水，各取一片印跡膜和非印跡膜質(zhì)量為0.02g，分別加入10mL配制的雙酚A(BPA)溶液中，25℃恒溫箱中靜置4.0h后，用紫外分光光度計測量溶液中雙酚A的含量，結(jié)果顯示，印跡共混膜的吸附量為4.85mgg-1明顯高于非印跡膜的吸附量2.21mgg-1。(8)將所制得的印跡膜檢測BPA條件的優(yōu)化各取一片相同體積的印跡和非印跡膜加入相應(yīng)的含有不同濃度的BPA溶液中(終濃度為5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同時間點(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶標(biāo)儀檢測混合液的熒光強度，結(jié)果顯示，利用本方法檢測最優(yōu)的熒光BPA濃度為25mg/L，檢測時間為加入BPA后150min。(9)特異性分析在(8)多功能酶標(biāo)儀檢測BPA最優(yōu)檢測條件下，熒光MIM或NIM與濃度為25mg/L的BPA或其類似物(BPC，BPZ，4,4-二羥基聯(lián)苯，四溴雙酚A)混合，用多功能酶標(biāo)儀測定BPA或其類似物加入后混合液的熒光強度，計算熒光變化值I0/I，結(jié)果顯示，熒光MIM具有最強的熒光猝滅能力，同時，MIM的熒光變化值(I0/I)較NIM大，說明前者對模板分子BPA具有特異性吸附能力。熒光MIM和NIM與BPA及其類似物混合后的熒光變化值I0/I熒光變化值BPABPCBPZ4,4-二羥基聯(lián)苯四溴雙酚AMIM(I0/I)1.821.071.091.061.04NIM(I0/I)1.031.460.890.980.86實施例3(1)稱取0.675g噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)溶于30mL乙醇中，攪拌至溶解均勻，用4mol/LNaOH溶液調(diào)PH＝8.0；(2)稱取0.18gEu2O3，滴加適量的濃鹽酸(36.5％)使之剛好溶解，再加入10mL水使之完全溶解，將此鹽溶液滴入步驟(1)中的乙醇溶液，升溫至60℃，磁力攪拌0.5h；(3)稱取0.18g鄰菲咯啉(Phen)溶于10mL的乙醇中，將此乙醇溶液滴入上述混合液中，加入到裝有回流冷凝器的圓底燒瓶中，60℃磁力攪拌，回流3h，冷卻至室溫，抽濾，然后分別用20mL乙醇和20mL水洗滌三次，最后60℃下真空干燥24h,得到銪的配合物；(4)稱取76.935g二甲亞砜(DMSO)為溶劑，稱取0.09g銪的配合物和0.105g聚酰胺-胺加入二甲亞砜(DMSO)中，升溫至40℃，機械攪拌24h，至完全溶解；(5)將11.7g醋酸纖維素(CA)、0.9g殼聚糖(CHI)和0.27g模板分子雙酚A(BPA)加入到步驟(4)得到的溶液中，40℃下機械攪拌4h至溶解均勻，得到鑄膜液；(6)步驟(5)得到的鑄膜液，于40℃下保溫靜置，脫去攪拌產(chǎn)生的氣泡，然后取一潔凈的玻璃板，將鑄膜液平鋪于玻璃板上，用玻璃棒刮出一定厚度2.0mm，30s后緩慢將其浸入去離子水中，浸泡30min后取出，即得聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜，將上述得到的聚酰胺-胺/稀土熒光印跡膜浸沒于三氯化鐵去離子水混合溶液(三氯化鐵與水質(zhì)量比為1:12500)中，以脫除模板分子雙酚A，再用水洗滌至中性，儲存于去離子水中。非印跡膜的制備方法與上述相同，但不加模板分子雙酚A。(7)將所制得的印跡膜進行靜態(tài)吸附實驗配制100mgL-1的雙酚A(BPA)溶液，溶劑為去離子水，各取一片印跡膜和非印跡膜質(zhì)量為0.02g，分別加入10mL配制的雙酚A(BPA)溶液中，25℃恒溫箱中靜置4.0h后，用紫外分光光度計測量溶液中雙酚A的含量，結(jié)果顯示，印跡共混膜的吸附量為5.79mgg-1明顯高于非印跡膜的吸附量2.27mgg-1。(8)將所制得的印跡膜檢測BPA條件的優(yōu)化各取一片相同體積的印跡和非印跡膜加入相應(yīng)的含有不同濃度的BPA溶液中(終濃度為5，10，15，20，25，30mg/L)，于加入BPA后不同時間點(0，30，60，90，120，150min)用多功能酶標(biāo)儀檢測混合液的熒光強度，結(jié)果顯示，利用本方法檢測最優(yōu)的熒光BPA濃度為25mg/L，檢測時間為加入BPA后150min。(9)特異性分析在(8)多功能酶標(biāo)儀檢測BPA最優(yōu)檢測條件下，熒光MIM或NIM與濃度為25mg/L的BPA或其類似物(BPC，BPZ，4,4-二羥基聯(lián)苯，四溴雙酚A)混合，用多功能酶標(biāo)儀測定BPA或其類似物加入后混合液的熒光強度，計算熒光變化值I0/I，結(jié)果顯示，熒光MIM具有最強的熒光猝滅能力，同時，MIM的熒光變化值(I0/I)較NIM大，說明前者對模板分子BPA具有特異性吸附能力。熒光MIM和NIM與BPA及其類似物混合后的熒光變化值I0/I熒光變化值BPABPCBPZ4,4-二羥基聯(lián)苯四溴雙酚AMIM(I0/I)2.021.461.981.741.84NIM(I0/I)1.431.881.681.080.96當(dāng)前第1頁1 2 3