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倍硫磷(Fenthion,FT)是一种广谱的有机磷农药(Organophosphorus pesticide,OPPs),对水稻、棉花、果树、蔬菜和大豆上的多种害虫具有较强的杀灭作用,已广泛使用于我国农业生产中。但是,FT持久的不合理使用,在蔬菜、水果和粮食上微量或痕量的残留,对动植物、人以及环境造成了不良的影响。因此,建立有效的方法检测食品和环境中FT的残留,显得格外重要。分子印迹技术(Molecular imprinting technology,MIT)是合成可专一性选择和高度亲和模板分子(目标化合物)的聚合物新技术。制备的分子印迹聚合物(Molecularly imprinted polymers,MIPs)拥有结构上的预定型,选择上的专一性和对目标分子的识别性三大特性。采用传统方法制备的MIPs具有以下缺点:吸附能力低、选择性和单分散性差、稳定性和刚性不足以及传质速率慢等。表面印迹技术(Surface molecular imprinting technology,SMIT)是在载体材料表面建立识别位点,新发展起来的一种MIT。SMIT弥补了传统制备方法的缺点,已在食品检测、药品分离分析、环境监测和生化分析等领域得到广泛应用。菌类微生物材料与传统载体材料相比,具有价格低廉、来源易得且兼容性好等优点,近年来日益受到人们的关注。本文采用SMIT,以合成的NOS为功能单体,FT为模板分子,分别在硅胶和酵母菌表面制备了FT-MIPs;将FT-MIPs用作填料,制备了具有较高选择性和灵敏度的MISPE柱,用于白菜中FT的残留检测。 本研究主要内容包括:⑴合成新型功能单体NOS。⑵利用计算机模拟和紫外光谱研究FT分子印迹预组装体系。先采用Gaussian09软件优化模板分子FT,功能单体MAA、AM、4-VP和NOS以及FT-MAA、FT-AM、FT-4-VP和FT-NOS复合物的构型,筛选出NOS为最佳功能单体;再通过差示紫外光谱研究FT与NOS之间的相互作用。结果表明,FT与NOS之间通过氢键作用形成1:1的复合物。⑶采用SMIT,以硅胶为载体,FT为模板分子,合成的NOS为功能单体,制备FT-MIPs。通过正交试验优化得模板分子、功能单体和交联剂的摩尔比为1:1:10,致孔剂为乙腈。采用傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜和差示扫描量热仪表征聚合物的理化特征;并采用等温吸附、动态吸附和选择性吸附试验对聚合物进行吸附性能的表征;由Scatchard模型分析其结合特性,表明FT-MIPs存在两类不同的结合位点,高亲和位点的平衡离解常数和最大表观结合量为Kd1=0.282μg/mL,Qmax1=1.071μg/mg;低亲和位点的平衡离解常数和最大表观结合量为Kd2=0.669μg/mL,Qmax2=0.483μg/mg。⑷采用SMIT,以酵母菌为载体,FT为模板分子,合成的NOS为功能单体,制备FT-MIPs。通过正交试验优化得FT:NOS:EGDMA=1:1:10,致孔剂为水:乙腈(v:v)=1:4,酵母菌加入量为0.15g;采用傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜和差示扫描量热仪对聚合物的理化特性进行表征;并采用等温吸附、动态吸附和选择性吸附试验对聚合物的吸附性能进行表征;由Scatchard模型分析其结合特性,表明FT-MIPs存在两类不同的结合位点,高亲和位点的平衡离解常数和最大表观结合量为Kd1=0.09μg/mL,Qmax1=1.089μg/mg;低亲和位点的平衡离解常数和最大表观结合量为Kd2=0.451μg/mL,Qmax2=0.425μg/mg。⑸以基于硅胶表面的FT-MIPs为填料,制备MISPE柱。对MISPE柱的上样、淋洗和洗脱溶剂进行优化。结果表明,当上样溶剂为1mL甲醇,淋洗溶剂为2mL甲苯,洗脱溶剂为2mL甲醇:乙酸(v:v=9:1)时,FT在MISPE柱上的回收率为90.7%。用MISPE柱检测加标白菜样品中的FT,MISPE柱对FT的回收率为86.3%~92.5%,相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)均小于2.4%。