[發明專利]一種用離子遷移譜對分子印跡材料性能評價的新方法

在審

• 申請號: 201310691090.9
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104713943A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 李海洋;梁茜茜;王新;周慶華;陳創;王禎鑫;溫萌
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 劉陽

技術領域

本發明涉及采用便攜式的離子遷移譜快速、靈敏評估以爆炸物分子為模板的分子印跡材料的新方法。

背景技術

離子遷移譜(Ion?Mobility?Spectrometry，IMS)技術20世紀70年代出現的一種快速分離檢測技術，與傳統的質譜、色譜儀器相比，具有結構簡單，靈敏度高，分析速度快，結果可靠的特點。能夠在大氣環境中對微量物質進行檢測，適于現場使用。目前我們研究的IMS已經廣泛應用在化學戰劑、毒品、爆炸物探測、環境監測、有毒氣體監測、火災監測、水污染監測和食品監測等領域。離子遷移譜主要由離子化室、離子門、漂移區和檢測器組成。樣品氣體在離子化室電離產生分子、離子。離子在電場的驅使下通過周期性開啟的離子門進入漂移區。在與逆流的中性漂移氣體分子不斷碰撞的過程中，由于這些離子在電場中各自遷移速率不同，使得不同的離子得到分離，先后到達收集極被檢測。因此通過遷移時間就可確定分析目標物質的存在，而應用峰面積或峰高可確定相應物質的濃度。

近年來，在國內外各種敵對勢力的蠱惑下，我國的爆炸襲擊案件呈逐年上升的趨勢，嚴重危害了我國的公共安全和社會穩定。爆炸案件，在線、靈敏地監測各類爆炸物質是偵破案件的第一步。因此，利用分子印跡技術研制TNT等爆炸物具有高選擇性的分子印跡材料作為固相萃取分離介質，對環境中的爆炸殘留物進行分離、富集和濃縮，以及分子印跡固相萃取同離子遷移譜的聯用對案件偵破至關重要。

分子印跡技術(Molecular?Imprinting?Technique，MIT)是近年迅速發展起來的一種化學分析技術，通常被人們描述為創造與識別“分子鑰匙”的人工“鎖”技術。它利用分子印跡聚合物(Molecular?Imprinting?Polymers，MIP)模擬生物學中抗體-抗原特異性識別對之間的相互作用，對模板分子進行特異性識別。以TNT為模板分子、TRIM為交聯劑、丙烯酸銨為單體，合成了分子印跡聚合物(MIP)，非烙印聚合物(NIP)用同樣的方法在不加模板分子TNT的條件下合成。利用MIP從甲醇水溶液中清除TNT，其吸附性能由離子遷移譜檢測。

MIPs性質的表征到目前還沒有一個統一的理論描述，主要原因是因為MIPs的應用范圍很廣泛，在不同的應用領域，可以有不同的表征方法。例如在色譜固定相、手性分離和固相萃取應用中，一般用分離因子α、分離度Rs、保留時間t_R、結合常數K_D、離解常數Ka、富集系數等來表征MIPs的選擇性的好壞；而在化學傳感器的應用中，則需要借用各種電化學參數如電流、電容、電導、電壓以及各種光學參數和質量參數如光強度和質量等來表征。其轉換裝置有化學修飾場效應晶體管、光學積分儀、質量敏感裝置如石英晶體微天平，在催化應用領域則以催化效率、反應速度、結合量等參數來描述MIPs的催化活性。

發明內容

一種用離子遷移譜對TNT爆炸物分子印跡材料性能評價的方法，其特征在于：由于離子遷移譜對爆炸物的高靈敏響應(sub-ppm)，所以這種方法既可以應用于評測分子印跡材料在合成和清洗過程中模板分子的殘余量，又可以用來評估分子印跡材料對目標分子的吸附性能和吸附選擇性。

以TNT爆炸物分子印跡材料為例，屬于離子遷移譜檢測技術領域，采用負離子模式，鎳源電離源或紫外燈電離源，論述了配有熱解析進樣器，建立了離子遷移譜快速、靈敏評估分子印跡材料吸附性能的新方法。

離子遷移譜的電離源可以是鎳源或紫外燈電離源。通過離子遷移譜檢測儀試驗獲得理想檢測信號。

TNT爆炸物分子印跡材料(MIP)的制備過程如下：準確稱取113.6mg(0.5mmol)的模板分子TNT與213.1mg(3mmol)的單體丙烯酰胺置于50ml玻璃螺口試管內，加入42.48ml乙腈溶解，密封，隔夜室溫放置，使模板和單體充分作用。擠入2.83ml(15mmol)交聯劑EDMA和44.7mg(0.18mmol)引發劑偶氮二異庚腈。超聲溶解3min，通氮氣凈化5min。在60℃恒溫下聚合。合成的聚合物用離心過濾法收集，用體積比為7：3的甲醇-乙酸溶液徹夜洗滌，然后用乙醇清洗4～5次，每次約50min，在30℃恒溫下干燥，備用。非印跡聚合物(NIP)用同樣的方法在不加模板分子TNT的條件下合成，與MIP的吸附效果進行對比。

離子遷移譜靈敏評估分子印跡材料吸附性能的步驟如下：吸附方式采取液相動態吸附，時長40min。每次用規格為2μl的移液槍取樣2μl滴在采樣布前端，溶劑揮發時間為50s左右，待溶劑揮干后直接插入離子遷移譜熱解析進樣器。