分离水溶液中卡马西平的分子印迹聚合物的性能评价与应用.docVIP

分子印迹聚合物分离水溶液中卡马西平的性能评价与应用 Performance evaluation and application of molecularly imprinted polymer for separation of carbamazepine in aqueous solution Chao-meng Daia,b, Sven-Uwe Geissenb,**, Ya-lei Zhanga,*, Yong-jun Zhangb, Xue-fei Zhoua a State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Tongji University, Shanghai, 200092, China b Department of Environmental Technology, Chair of Environmental Process Engineering, Technical University of Berlin, Berlin, Germany Received 31 January 2010; Received in revised form 3 August 2010; Accepted 8 August 2010 Available online 17 August 2010 Journal of Hazardous Materials, 2010, 184 (1-3): 156–163 摘要 以卡马西平(CBZ)为模板、甲基丙烯酸为功能单体(MAA)，通过沉淀聚合方法合成了分子印迹聚合物(MIP)，用于从水溶液中对CBZ的选择性吸附。从选择性、吸附容量、结合特性、装载体积和洗脱体积几个方面对CBZ–MIP的性能进行了评价。CBZ–MIP对于CBZ表现出超过竞争分子(双氯芬酸)的高度亲和性，而且更适于从大体积水样中去除低浓度的CBZ。结合性能试验表明，CBZ–MIP的吸附具有特异性与非特异性结合相互作用的特点。此外，十次吸附/解吸而不损失回收率的连续循环证实了MIP的可再生性。最后，CBZ–MIP被用于富集环境水样中的CBZ，随后用HPLC-UV对CBZ的浓度进行了检测。结果与相应LC–MS/M数据具有良好的一致性。 关键词：分子印迹聚合物；选择性吸附；再生性；实际水样 1. 介绍 [1,2]。卡马西平(carbamazepine, CBZ)是一种用于治疗癫痫与双极性紊乱的常用药物，由于大量使用、高度难降解性、潜在的生物毒性，已成为重要的环境污染物。研究表明，它存在于污水(高达6.3μg/L) [3]、表面水(1.1μg/L) [3–5]和饮用水(30 ng/L)中[3]。CBZ的难生物降解和不同水域中迁移仍然稳定的性质导致其成为一种高度环境相关药物[6]。因为它的难生物降解性，有大量方法，例如臭氧化、UV辐照、UV/H2O2 降解[7]、TiO2光催化降解[8]已用于从水中去除这个污染物。然而，当前的高级技术是效率低的，原因是它们优先去除的是浓度高而环境影响小的其它化合物，这就影响了处理费用[9]。通常，高级处理技术不能完全矿化那些认定的化合物。所以，CBZ的损失仅部分地归因于处理效率，原因是形成的中间产物更难以降解。稳定的中间产物可增加处理水的总体毒性并且使环境变坏和产生环境影响[10]。此外，高级去除方法一般是非选择性的并且增加污水处理费用。因为CBZ的环境相关性和当前高级去除方法的费用，开发高选择性去除方法是非常有意义的。 分子印迹是一个与分离、人工受体、催化剂、传感器有关的科学研究和工业应用方面迅速生长的领域，原因是分子印迹聚合物(MIPs)具有高度选择性、机械强度，可抵抗酸、碱、有机溶剂的变化并且有耐高压、高温的能力。分子印迹形可成在形状与化学结构两方面与模板分子互补的选择性识别位点，并且同天然抗体亲和性与选择性相似，这些位点在去除模板之后可与模板分子或者结构紧密相关类似物结合[11]。此外，MIPs具有稳定、容易制备、价廉的特点，并且可以反复使用多次而不降低性能。因此，从水溶液中低浓度污染物的去除到分析技术的范围，分子印迹为创造一种具有分子特异性识别性能的聚合物基质提供了一个多方面用途的平台[12]。 水中低浓度污染物的选择性去除是一种具有令人鼓舞的潜在新技术。α-雌二醇印迹的MIPs被用于从加标湖水中去除雌激素污染物[13]。Le Noir et al.使用MIP吸附柱从水溶液中去除环境相关浓度的17β-雌二醇[14]。MIPs也被提及去除酚类雌激素污染物[15]。 还很少有采用MIPs从水样中去除CBZ的研究。仅有两篇论文报道了使用MIPs从污水中和尿样中选择性萃取CBZ [16,17]。