可控活性自由基聚合一锅法合成核壳印迹微球及其对酚类雌激素识别研究

分子印迹固相萃取已成为样品前处理中一项重要技术。在制备表面分子印迹聚合物时，目前主要采用多步合成法，包括核层制备、核层修饰、分子印迹的壳层制备等步骤，其制备过程复杂、周期较长。本项目拟借助分子动力学模拟辅助手段和多孔聚合物微球制备技术，将可控活性自由基聚合(CLRP)与表面分子印迹技术相结合，发展一种简单高效的表面印迹新方法来制备新型核-多孔壳印迹微球，实现对含有酚类雌激素（PEEs）的环境水样品的高选择性预处理，进而促进对PEEs的高效识别检测。该方法充分利用可逆加成-断裂链转移（RAFT）活性聚合的特性，采用分步投料一锅法制备核壳结构印迹微球，能够有效简化表面印迹过程，缩短实验周期。而且，该微球壳层含有大量深入到微球内部的孔道，利于目标分子进出位于多孔微球骨架的识别位点，从而大大提高识别速率和增加印迹容量。本项目设计思路新颖，与国内外相关工作相比，具有很好的原创性和先进性。

本项目将表面印迹、活性聚合、多孔聚合物制备等技术有机结合，制备了核-多孔壳结构的分子印迹聚合物（MIPs）微球，实现了对含有酚类环境雌激素（PEEs）的水样的高选择性前处理，促进了对PEEs的高效识别和检测。在4个方面开展研究：可控活性沉淀聚合一锅法制备核壳印迹微球及其固相萃取应用；中空核-多孔壳印迹微球的制备及其固相萃取应用；核壳印迹微球制备的机制探讨；其他印迹策略及萃取技术发展。主要成果概述如下：.1采用一锅法，建立了1种可逆加成-断裂链转移可控活性沉淀聚合表面印迹新方法，制备了1种磁性核-多孔壳印迹微球，用于对水体、土壤和食品中雌二醇的识别去除。可控活性沉淀聚合有效避免了表面印迹过程中的凝胶化现象，一锅法有效简化了印迹过程、缩短了实验周期，磁性核利于简单快速分离且可重复利用，印迹壳层提供了对雌二醇的高选择富集。.2 结合表面印迹与中空聚合物制备技术, 采用聚苯乙烯种子核溶蚀结合多步溶胀法，建立了中空核-多孔壳印迹的3种表面印迹新方法，制备了3种中空核壳印迹微球，用于对水体和食品中雌二醇和双酚A等的高效富集与检测。中空结构克服了以往仅有表面的印迹空穴有效的缺点，大大加快了传质速率、提高了结合位点使用率、增加了单位质量MIPs的印迹容量。.3 采用核壳乳液聚合结合两步升温法，建立了1种核壳印迹新方法，制备了1种核壳印迹微球，借此探讨核壳印迹相关机制。实现了对壳层厚度的可控调节，建立了壳层厚度与印迹结合容量关系的模型。该研究为核壳MIPs的制备和识别机理提供了新思路。.4 发展了3种其他印迹策略：建立了2种薄膜表面印迹新方法，即结合光子晶体，制备了1种印迹光子水凝胶；采用溶胶-凝胶聚合，使用16种分子为模板，制备了1种新型MIPs。采用悬浮聚合，使用2种功能单体，建立了1种印迹新方法，制备了1种离子印迹聚合物。发展了基质固相分散、双云点萃取、盐析液液萃取等萃取技术。.5 综上，发展了7种表面印迹新方法，合成了7种表面印迹新材料，建立了基于MIPs的固相萃取等的新型样品前处理技术和方法。相关成果已发表论文18篇，含SCI论文17篇、中文核心1篇，影响因子IF>3的17篇（含IF>5的3篇），总被引200余次；中文核心论文入选2013年度“领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖论文”。申报发明专利3项。协助指导培养硕士研究生3名。