印跡聚合物（IPs）具有結(jié)構(gòu)預(yù)定性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、廣泛實(shí)用性和特異識(shí)別性等優(yōu)點(diǎn),且成本低廉、制備方法簡(jiǎn)便,在分離科學(xué)、固相萃取、色譜分離、藥物控制釋放、化學(xué)傳感、環(huán)境檢測(cè)、電化學(xué),膜分離等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,為模板的精準(zhǔn)分離提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐,在可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為時(shí)代主題的今天,該類材料將進(jìn)一步成為材料領(lǐng)域的又一個(gè)研究熱點(diǎn)。采用傳統(tǒng)方法制備的IPs是高度交聯(lián)的聚合物,其雖然具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、識(shí)別性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但是分子識(shí)別簡(jiǎn)單、機(jī)械,缺乏必要的"柔性",對(duì)外界的刺激條件缺乏足夠的敏感性,導(dǎo)致在分離純化過(guò)程中解吸率、選擇性和重復(fù)使用性難以平衡,進(jìn)而限制了其在產(chǎn)業(yè)化分離中的應(yīng)用。近年來(lái),研究者們的研究興趣逐漸轉(zhuǎn)移到能夠賦予傳統(tǒng)IPs"柔性"的智能印跡聚合物。將智能聚合物（SPs）與印跡聚合物（IPs）相結(jié)合,可制備出一類新型功能材料,即智能印跡聚合物（S-IPs）。它不僅具有普通印跡聚合物的特異選擇性,而且還具有對(duì)外界刺激的響應(yīng)性和形變可逆性等特性,這使得其吸附及解吸性能更加優(yōu)異,受到廣泛的關(guān)注。關(guān)于S-IPs的研究已取得系列成果,已成功制備出溫敏性IPs（T-IPs）... 

【文章來(lái)源】：材料導(dǎo)報(bào). 2020,34(15)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

IPs的制備原理圖

Yang等[20]以苯基膦酸(PPA)模板，N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)為溫度敏感單體，乙烯基膦酸(VPA)為功能單體，N,N"-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑，利用表面印跡法制備新型T-IPs，合成及作用機(jī)理如圖4所示。優(yōu)化制備工藝，當(dāng)模板/溫敏單體/交聯(lián)劑的物質(zhì)的量比為2∶2∶1時(shí)，制備的T-IPs具有最高的印跡因子(IF)。利用高效液相色譜法測(cè)量T-IPs對(duì)三種定制肽的混合物中磷酸酪氨酸肽的選擇性和吸附能力，結(jié)果表明，T-IPs對(duì)磷酸酪氨酸肽具有良好的吸附選擇性，在28℃時(shí)其吸附量(QT-IPs)及IF分別達(dá)到最大值，溫敏性也使其表現(xiàn)出良好的解吸性能，且經(jīng)過(guò)四次循環(huán)吸附后，仍保留了78.9%的吸附量。Xiong等[21]以雌二醇(E2)為模板，丙烯酰胺(AAm)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑合成了一種“拉鏈”式T-IPs，制備及機(jī)理如圖5所示。這種IPs對(duì)E2的吸附和解吸受溫度的控制，在30℃下具有更高的吸附容量(8.78 mg/g)和更強(qiáng)的選擇性(IF為3.18)，通過(guò)溫度控制“拉鏈”的打開(kāi)與關(guān)閉，使得可切換的分子識(shí)別成為可能。

在大多情況下，溫度是最容易調(diào)節(jié)和控制的，因此溫敏性聚合物相對(duì)其他類型的智能聚合物而言，其研究和應(yīng)用也更多。聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)是一種典型的溫度敏感聚合物，在32℃(低臨界溶解溫度，LCST)水溶液中，PNIPAM表現(xiàn)出溫度誘導(dǎo)的相變，隨著環(huán)境溫度的變化在相應(yīng)的體積相轉(zhuǎn)變溫度(VPTT)內(nèi)變化，PNIPAM經(jīng)歷可逆的體積相變[17-18]。在VPTT下方，PNIPAM溶脹并吸收大量的水，而在VPTT之上，PNIPAM釋放游離水并處于收縮狀態(tài)。這主要是由于PNIPAM分子內(nèi)含有的疏水基團(tuán)(異丙基)和親水基團(tuán)(胺基)，聚合物分子鏈中的胺基與水分子之間形成氫鍵，當(dāng)體系溫度低于LCST時(shí)，由于氫鍵及范德華力的作用，水分子在大分子鏈的周圍形成一層高規(guī)整度的溶劑化層，使聚合物大分子鏈溶解在水中，為溶脹狀態(tài);當(dāng)溫度高于LCST時(shí)，由于體系能量的升高，氫鍵遭到破壞，包覆在大分子鏈上的溶劑化層崩解，且疏水基團(tuán)間的疏水締合作用減弱，疏水分子鏈伸展形成疏水層，水分子轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬樱瑸槭湛s狀態(tài)。將溫敏性聚合物與印跡技術(shù)相結(jié)合，從而制備出通過(guò)控制溫度條件調(diào)整溫敏性印跡聚合物，使得通過(guò)調(diào)節(jié)體系溫度去除模板相對(duì)于傳統(tǒng)印跡聚合物更加高效和簡(jiǎn)易化。其基本原理見(jiàn)圖2。關(guān)于T-IPs已有較多報(bào)道，Zhao等[19]以氧氟沙星(OFL)為模板，N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAM)為溫度敏感單體，甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGD-MA)為交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑合成了一種新型T-IPs。以不銹鋼纖維(SSF)作為固相微萃取(SPME)涂層的載體，依次用多巴胺、硅烷對(duì)SSF進(jìn)行改性處理，然后IPs以涂層的形式在改性SSF上進(jìn)行合成，其合成及作用機(jī)理如圖3所示。利用制備的T-IP對(duì)牛奶中的OFL進(jìn)行吸附解吸檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的T-IPs對(duì)氟喹諾酮類抗生素藥物具有良好的吸附能力和選擇性，且其吸附能力受溫度的控制，在特定溫度下(25℃)的吸附和解吸明顯加快。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3484006