基于低共熔溶剂的分子印迹材料的制备及其对水环境中 药物及个人护理品的检测研究

Deep eutectic solvents (DESs) have emerged as new generation of green solvents. DESs could be employed as porogen and functional monomer in molecularly imprinted technology (MIT). The application of DESs in MIPs reduced the use of toxic organic solvents and DESs can make it easier for the preparation of polar template MIPs. Furthermore, the MIPs prepared with DESs have good performance in an aqueous environment. Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) was considered as a group of emerging contaminants and it has huge effects on water environment. Hence, this proposal is focusing on developing a new method for the preparation of MIPs based on DESs using PPCPs as template. The main research contents are detailed as following aspects. (1) The idea that using macromolecule (polyethylene glycol, PEG) DESs improves the performance of MIPs is firstly proposed. The effect of macromolecule DESs on MIPs will be investigated and the mechanism of macromolecule DESs will also discussed. (2) MIPs based on DESs functional monomer will be prepared and the computational methods and models for the study on the interactions between template and DESs functional monomer will be built. (3) Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization was a method of living or controlled radical polymerization and the technique is commonly used to preparation of MIPs. However, the preparation of MIPs via RAFT polymerization in the DESs solvent systems has not been reported and it will be studied in this proposal. The relevant research will contribute to a theoretical and practical foundation to the development a novel strategy to produce well- controlled MIPs.

低共熔溶剂(DESs)是一种新型绿色溶剂，其在分子印迹聚合物(MIPs)制备中的应用不但可以减少有毒有机溶剂的使用，还可以部分解决极性模板分子分子印迹聚合物(MIPs)制备难、在水性介质中效果差的问题。药物及个人护理品(PPCPs)被视为一种新型极性环境污染物，对水环境的安全造成了极大的影响，因此，本项目将以PPCPs化合物作为研究对象开展基于DESs的MIPs研究。研究内容包括：（1）开展将大分子聚乙二醇DESs应用于MIPs的研究，探索大分子DESs对MIPs性能的影响以及作用机制；（2）采用DESs功能单体制备MIPs，并利用理论计算的方法探索模板分子-DESs功能单体的作用机制；（3）可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)在MIPs的制备中的应用日益受到关注，本项目将对在DESs溶剂体系中通过RAFT反应制备MIPs开展研究，为发展对MIPs制备进行精密控制的新路径提供理论和实践基础。

研究表明，低共熔溶剂(DESs)作为一种新型绿色溶剂，其独特的理化性质对高分子聚合物的制备具有显著影响。因此，将DESs与分子印迹技术相结合，具有改善分子印迹聚合物(MIPs)在水性介质中对极性分子的识别能力的潜力。本项目在低共熔溶剂（DES）-甲醇混合溶剂体系中，采用整体聚合法制备了磺胺二甲基嘧啶分子印迹聚合物（SMZ-MIPs）。通过一系列实验对聚合物的合成、吸附条件进行了优化。对SMZ-MIPs在水溶液中吸附磺胺二甲基嘧啶的性能进行评价，并通过扫描电镜和比表面积及孔径分析仪对其形态及结构进行表征。结果表明，基于低共熔溶剂混合溶剂体系制备的分子印迹聚合材料对水溶液中的SMZ有良好的选择性吸附。进一步的研究则对大分子聚乙二醇（PEG）-DESs应用于MIPs制备，初步探索了大分子DESs 对MIPs性能的影响。同时，在DESs溶剂体系中，可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)反应在MIPs的制备中的应用也进行了初步研究。此外，为了更好的揭示DESs对反应机理的影响，项目从不同角度考察了DESs溶液体系与分子的相互作用。综上，本研究本项目完成了对基于DES的MIPs制备与应用研究。制备所得材料在水性介质中对药物及个人护理品（PPCPs）类极性分子具有良好的吸附效果，研究过程完整合理，具有进一步深入研究的价值。最终成果符合预期。