基于分子印迹特异性识别咪唑啉缓蚀剂残余浓度的渐逝场检测方法研究

The combination of molecularly imprinted polymer (MIP) with template molecular is similar to the combination of ‘key’ and ‘lock’, having the characteristic of specific recognition. This project is aimed to develop a method to realize the rapid and specific determination of imidazoline inhibitors concentrations in oilfield wastewater, based on the principle of fiber optic evanescent wave field (EWF) and coupled with molecularly imprinted technology (MIT). This project is to synthesize the MIP-film on the fiber core surface for the imidazoline inhibitors’ specific recognition and enrichment using imidazolines as template molecule. Then evanescent wave field produced on the fiber core surface can be used to excite the imidazoline inhibitors in the MIP film to produce fluorescence emission. According to the linear relation between the fluorescence intensity and concentration, the real-time change information of imidazoline inhibitors in oilfield wastewater will be obtained. With the use of MIT, this method can effectively eliminate the influence to detection results caused by various interferences in the complex environment of oilfield waterwaste and realize the accurate and specific determination of residual concentration of imidazoline inhibitors. This work can provide guidance for the practical application, the filling circle determination and filling process optimization of inhibitors.

分子印迹聚合物与模板分子之间的结合类似于“钥匙”和“锁”之间的结合，具有特异识别性。本项目提出一种基于光纤渐逝场原理的传感检测方法，结合分子印迹技术，实现对油田污水中咪唑啉缓蚀剂的特异性快速检测。本项目拟以咪唑啉作为模板分子，利用分子印迹技术在光纤表面合成分子印迹膜，用于咪唑啉缓蚀剂的选择性识别和富集；利用光纤表面的渐逝场对膜中的咪唑啉缓蚀剂进行激发，获取相应的荧光发射信号。根据荧光强度与浓度的线性关系，获得油田污水中咪唑啉缓蚀剂浓度的实时变化信息。该方法通过分子印迹技术可以有效排除复杂油田环境中多种干扰因素对检测结果的影响，实现对残余咪唑啉缓蚀剂浓度的特异性准确检测，为缓蚀剂的实际使用、缓蚀剂加注周期的确定及加注工艺的优化提供指导。

缓蚀剂是有效降低或抑制管线腐蚀的有效手段。在缓蚀剂的输送过程中，一方面缓蚀剂浓度会逐渐降低，造成管道尾部的缓蚀剂浓度远低于有效缓蚀浓度，另一方面水继续返回掺输流程，则需要补加缓蚀剂，存在着缓蚀剂最佳补加量的问题。缓蚀剂残余浓度的有效检测对缓蚀剂加注量、加注周期的确定以及加注工艺的优化有着重要的指导意义，可以降低药品投放的盲目性，使得资源使用最大化，降低成本，减少经济损失。 .本项目提出一种基于光纤渐逝场原理的传感检测方法，结合分子印迹技术，实现对油田污水中咪唑啉缓蚀剂的特异性快速检测。本项目拟以咪唑啉作为模板分子，利用分子印迹技术在光纤表面合成分子印迹膜，用于咪唑啉缓蚀剂的选择性识别和富集；利用光纤表面的渐逝场对膜中的咪唑啉缓蚀剂进行激发，获取相应的荧光发射信号。根据荧光强度与浓度的线性关系，获得油田污水中咪唑啉缓蚀剂浓度的实时变化信息。该方法通过分子印迹技术可以有效排除复杂油田环境中多种干扰因素对检测结果的影响，实现对残余咪唑啉缓蚀剂浓度的特异性准确检测。 .实验研究了分子印迹渐逝场系统对两种咪唑啉类缓蚀剂的检测。SEM表征结果表明，在光纤表面成功制备了分子印迹薄膜；光谱测定表明，λ=490 nm的蓝色LED和λ=520 nm的绿色LED可以作为imidazoline 1和imidazoline 2的渐逝场光源；结合性实验表明，imidazoline 1 MIP和imidazoline 2 MIP分别存在两类和一类结合位点；优化实验结果表明， Triton-100是imidazoline 1和imidazoline 2的最佳荧光增强表活剂，pH=8时荧光强度最强；检测结果表明测定系统对midazoline 1的检出限为1.4 ppm；对midazoline 2的检出限为3.1 ppm，表明系统具有较高的灵敏度；选择性实验和回收率实验表明该检测系统对其余三种油田废水样品均有较好的选择性和回收率。将该渐逝场检测系统用于四种水样中midazoline 1和midazoline 2含量的测定，并与标准的HPLC检测结果比较，结果表明两种方法测得结果基本一致。上述结果表明该检测系统可以用于实际油田废水中咪唑啉浓度的测定。