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样品前处理技术在化学分析以及环境检测中发挥越来越重要的作用。本课题拟将磁性微球的磁性分离性能与环糊精空腔包合作用结合,通过硅烷偶联剂将环糊精及环糊精衍生物连接到磁性微球表面,制备出环糊精及环糊精衍生物修饰的磁性微球,并考察了磁性微球对环境水中痕量酚类物质的富集作用。论文的主要内容如下:
1.综述了磁性Fe3O4微球的制备及其表面改性的方法;概述了环糊精修饰磁性微球的制备方法以及在生物、医学、环境等领域的应用。
2.制备了环糊精修饰的磁性微球,并建立了环境水中酚类物质检测的分析方法。通过共沉淀法合成磁性Fe3O4微球,其表面经氨丙基硅烷偶联剂修饰后与磺酰化β-环糊精结合,得到环糊精修饰的磁性微球,采用X射线衍射、激光粒度分析、偏光显微分析、以及红外分析、热重分析和饱和磁化强度等方面进行了表征。将合成的环糊精修饰磁性微球应用在对痕量酚类物质(甲萘酚、乙萘酚、双酚A)的萃取方面,并对萃取条件进行了优化,得出结论:最佳萃取时间为120min;最佳解吸剂选择甲醇;磁性微球的用量为10 mg;解吸时间60min;解吸剂用量0.2 mL;pH值7;不加入电解质等最佳萃取条件下;甲萘酚、乙萘酚、双酚A在0.05~20μg/mL浓度范围内有良好的线性关系,实验方法检出限范围在0.023~0.033μg/mL,该方法用于实际水样加标物质0.1μg/mL甲萘酚、乙萘酚及双酚A的混合液经萃取后回收率分别为80.2%,83.9%,89.1%,精密度(N=5)分别为6.1%,4.9%,4.3%。
3.制备了甲基化-β-环糊精修饰的磁性微球,并建立了环境水中酚类物质检测的分析方法。对三种酚类物质(甲萘酚、乙萘酚、双酚A)的萃取条件进行优化,得出结论:最佳萃取时间为90 min;解吸时间90 min;解吸剂体积0.2 mL;pH为7;不加入电解质等最佳萃取条件下;甲萘酚、乙萘酚、双酚A在0.05~20μg/mL浓度范围内有良好的线性关系,实验方法检出限范围在0.023~0.033μg/mL,该方法在实际水样加标物质0.1μg/mL甲萘酚、乙萘酚及双酚A混合物中其回收率分别为84.1%,88.4%,93.2%,精密度(N=5)分别为7.8%,4.7%,5.3%。
4.通过PM3法理论化学计算,环糊精及甲基化-β-环糊精分别与甲萘酚、乙萘酚及双酚A的相互作用,形成包合物的稳定构型及各自的包结能,得出结论:同一主体,形成包合物的包结能大小依次为双酚A-β-环糊精>乙萘酚-β-环糊精>甲萘酚-β-环糊精;不同主体,相同客体分子形成包合物的包结能大小依次为甲基化β-环糊精-客体>β-环糊精-客体。由于甲基化β-环糊精甲基对空腔缩紧作用使腔口变深,易于形成包合物。三种客体分子与环糊精及甲基化β-环糊精形成包合物的稳定性变化情况,理论计算结果与萃取实验数据结果相符合。