磺胺及其衍生物分子印迹聚合物的计算模拟与制备研究

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磺胺类药物(Sulfa-drugs,SFAs)是一类人工合成的抗菌素,具有抗菌广谱,疗效强等优点,被广泛地应用于畜牧养殖业。但同时,磺胺类药物可能会引起排尿和造血紊乱等副作用,食用含磺胺类药物及其代谢产物的肉类制品对人体有害实际生产中,使用较多的是磺胺(Sulfanilamide,SNM)、磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine,SM2)、磺胺异嗯唑(Sulfisoxazole,SIZ)三种成分。因此,对磺胺类药物的分离与检测是食品安全与制药生产中质量的控制关键。本论文以磺胺及其衍生物分子的印迹聚合物体系为研究对象,借助计算机模拟手段,对印迹聚合物的制备过程与印迹原理进行研究,主要结论如下:1、利用NVT分子动力学计算各组分单点能与模板分子.单体相互作用ΔE,得到适合制备SFAs印迹聚合物的功能单体,即丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯腈等;对模板分子-功能单体稳定构型进行分析,发现静电势能面可以很好描述印迹聚合物体系中用以识别与结合客体分子的孔穴,并且SFAs与功能单体相互作用基团的距离大都在1.5-4.0(?),两者间可能存在较强的非共价结合作用。2、采用PCM模型计算了模板分子SFAs、功能单体MAA在不同介电常数溶剂中的溶剂化能,发现高介电常数的乙腈与SFAs、MAA之间的相互作用较大,并且功能单体MAA的溶剂化能与介电常数呈现很好的相关性;通过对SFAs、MAA的静电势、前线轨道、Fukui函数、Mullikin电荷分布等电子结构进行量化计算,来表征分析了SFAs-MAA之间的氢键作用,从结果可知:SFAs的-NH2、-S=O基团与MAA的-COOH基团之间存在着O-H…O、N-H…O形式的氢键相互作用。3、沉淀聚合法制备了SFAs印迹聚合物微球,发现在乙腈溶液中,聚合反应10h可以得到分散性较好的均匀颗粒沉淀;利用平衡吸附方法对制备的SFAs印迹聚合物微球的静态吸附性能和对底物的选择性进行了实验,发现聚合物对溶液中的底物分子有较好的吸附效果,而空白印迹聚合物对底物的吸附量较小;三种印迹聚合物微球的选择性因子均大于1,最高达到3.65,对模板分子具有选择的专一性;对等温吸附曲线进行了Scatchard线性拟合分析,结果表明SFAs印迹聚合物中存在亲和力不等价的结合位点;利用准一级动力学方程与准二级动力学方程对SFAs印迹聚合物微球的吸附动力学数据进行拟合,结果表明SFAs印迹聚合物微球对底物的吸附量均随着时间的增大而呈上升的趋势,在2-8h范围内的变化量较为明显,呈线性增加的趋势,8-12h范围内,趋于平缓,基本到达平衡,过程遵循准二级动力学方程。
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