48种常用非印迹聚合物的结合特性研究

摘要

印迹效应源于模板分子对非印迹聚合物（NIP）预先存在的结合特性的增强，如果能在实验前判定NIP的结合特性，就能提前确定具有更强印迹效应的分子印迹聚合物（MIP）配方。本研究采用4类功能单体(4-乙烯基吡啶（4VP）、甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酸-2-羟乙酯（HEMA）)、3种交联剂(乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）、二乙烯基苯（DVB）、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TRIM）)、2类致孔溶剂（乙腈/甲苯）及2种引发方式（热/UV），正交设计制备48种NIP，通过静态吸附测定其对11种分子属性(油水分配系数（log P）、酸碱电离常数（pK_a）、极性表面积（PSA）、氢键受体（HBA）、分子体积（MV）)差异显著的植物生长调节剂（PGRs）的结合容量（Q）。结果表明，4VP基NIPs因吡啶基多模式作用（氢键、π-π堆积）呈现广谱吸附性，且其Q值受配方变动影响最小（95%配方间Q值显著正相关）。交联剂单独作用对Q无显著影响（p>0.05），但与功能单体存在极显著协同效应（p<0.01）。log P是结合能力的核心驱动力（67%NIPs的Q与分析物log P正相关）；pK_a调控静电作用（低pK_a酸易结合质子化4VP，高pK_a碱倾向去质子化MAA）；极性参数（PSA/HBA）主导氢键体系吸附（如AM-DVB）。溶剂极性及聚合引发方式对Q值无统计学差异（p>0.05），表明NIP结合特性主要由其化学组分决定。本研究揭示了“功能单体-交联剂-分析物属性”的构效关系，建立了一种基于NIP结合特性预筛选模板和功能单体的策略，能有效预测印迹效果，对MIP的理性设计至关重要。

关键词

非印迹聚合物 / 分析物分子属性 / 结合特性 / 模板选择