有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球的制備方法，以對氧磷過渡態(tài)類似物(4-硝基芐基)磷酸二乙酯為模板分子，1-乙烯基咪唑、甲基丙烯酸為功能單體，利用分子印跡技術(shù)，采用沉淀聚合法，制備成分散性好、粒徑大小均一的有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球。本發(fā)明制備的分子印跡聚合物微球的對氧磷水解酶活性與對氧磷自發(fā)水解相比，水解效率最大可提高188倍，比不加模板分子條件下合成的非印跡聚合物的催化效能也提高了2.3倍，測得的Km和Vmax值分別為0.064mmol/L·min和2.41mmol/L，Kcat為0.237S-1。本發(fā)明制備的有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球既可用于有機(jī)磷農(nóng)藥的高效降解，也可用于有機(jī)磷神經(jīng)性毒劑類化學(xué)武器的降解和銷毀。
【專利說明】有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)磷化合物的降解【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種有機(jī)磷水解模擬酶分子 印跡聚合物微球的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)磷農(nóng)藥因化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解，半衰期短，不易在作物、動物和人體內(nèi)蓄 積，因而得到廣泛使用。但由于有機(jī)磷使用范圍越來越廣，使用頻率越來越高，施用量越來 越大，已成為污染食品最為嚴(yán)重的問題。同時，有機(jī)磷化合物也可作為神經(jīng)性毒劑用于戰(zhàn) 爭和恐怖襲擊。為了有效控制有機(jī)磷農(nóng)藥殘留和有機(jī)磷化學(xué)武器，除了加強(qiáng)農(nóng)藥和神經(jīng)性 毒劑的管理和限制外，找到能加速催化有機(jī)磷化合物降解的物質(zhì)和方法更是一個重要的挑 戰(zhàn)。目前，針對有機(jī)磷農(nóng)藥殘留和有機(jī)磷神經(jīng)性毒劑問題，科學(xué)家已研發(fā)出高產(chǎn)的有機(jī)磷水 解酶（0ΡΗ)生產(chǎn)工程菌，但0ΡΗ在天然及重組菌株中含量太低，且不穩(wěn)定、易失活，難以制 備。
[0003] 2003年，Sode Κ研究組以4(5)-乙烯基咪唑、甲基丙烯酸為功能單體，以（4-硝 基芐基）磷酸二乙酯為模板分子，采用本體聚合法，利用分子印跡技術(shù)合成模擬0ΡΗ，研究 結(jié)果表明，與自發(fā)水解相比，其催化水解對氧磷的效率提高了 105倍，水解對氧磷的Keat = 7. 4X Kr2S4,比不加模板條件下合成的非印跡聚合物的催化效能也提高了 30%。但該方法 所使用的功能單體4 (5)-乙烯基咪唑沒有商業(yè)供應(yīng)，需要由尿刊酸合成，合成條件苛刻（需 高溫、真空條件），4 (5)-乙烯基咪唑的產(chǎn)率也較低，成本很高。此外，本體聚合法制備的聚 合物模擬酶顆粒大，起催化作用的活性中心包埋在聚合物內(nèi)部，由于傳質(zhì)阻力的影響，造成 模擬酶的活性較低，因此，合成后需要對制備的聚合物模擬酶進(jìn)行研磨、破碎及過篩處理， 不僅過程繁瑣，而且在研磨的過程中會產(chǎn)生大量的不規(guī)則顆粒，過篩后的過細(xì)顆粒還需要 除去，既費(fèi)工費(fèi)時，產(chǎn)率又大大下降（一般低于50% )。另外，由于交聯(lián)劑的濃度高，所得到 的聚合物高度交聯(lián)，導(dǎo)致模板分子包埋過深，使得模板分子的除去也非常困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述本體聚合法制備有機(jī)磷水解模擬酶存 在的缺點(diǎn)，提供一種操作簡單，原料易得、成本較低，采用沉淀聚合法制備有機(jī)磷水解模擬 酶分子印跡聚合物微球的方法，該方法所得聚合物微球分散性好、粒徑大小均勻，用于催化 水解對氧磷的活性高。
[0005] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：將ZnCl2、甲基丙烯酸、1-乙烯基咪唑、 (4-硝基芐基）磷酸二乙酯按摩爾比為2?3:2?3:8?15:1溶解于乙腈與甲醇的體積比 為9:1的混合溶劑中，（4-硝基芐基）磷酸二乙酯與混合溶劑的體積比為1:100?200,再 加入二乙烯基苯和2, 2'-偶氮二異丁腈，二乙烯基苯、2, 2'-偶氮二異丁腈、（4-硝基芐基） 磷酸二乙酯的摩爾比為30?50:3?5:1，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)、室溫條件下，用波長為365nm的 紫外光照射12?24小時，離心分離，所得固體用100mm 〇l/L聯(lián)吡啶的甲醇溶液振蕩洗滌7 小時，除去（4-硝基芐基）磷酸二乙酯，然后用甲醇洗滌，再用100mm〇l/L ZnCl2的甲醇溶液 孵育4小時，離心分離，所得固體真空干燥，得到有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球。 具體反應(yīng)過程如下：
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球的制備方法，其特征在于：將ZnCl2、甲 基丙烯酸、1-乙烯基咪唑、（4-硝基芐基）磷酸二乙酯按摩爾比為2?3:2?3:8?15:1 溶解于乙腈與甲醇的體積比為9:1的混合溶劑中，（4-硝基芐基）磷酸二乙酯與混合溶劑的 體積比為1:100?200,再加入二乙烯基苯和2, 2' -偶氮二異丁腈，二乙烯基苯、2, 2' -偶 氮二異丁腈、（4-硝基芐基）磷酸二乙酯的摩爾比為30?50:3?5:1，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)、室 溫條件下，用波長為365nm的紫外光照射12?24小時，離心分離，所得固體用100mmol/L 聯(lián)吡啶的甲醇溶液振蕩洗滌7小時，除去（4-硝基芐基）磷酸二乙酯，然后用甲醇洗滌，再 用100mm〇l/L ZnCl2的甲醇溶液孵育4小時，離心分離，所得固體真空干燥，得到有機(jī)磷水 解模擬酶分子印跡聚合物微球。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)磷水解模擬酶分子印跡聚合物微球的制備方法，其特征 在于：所述的ZnCl2、甲基丙烯酸、1-乙烯基咪唑、（4-硝基芐基）磷酸二乙酯的摩爾比為 2. 5:2. 5:10:1 〇
【文檔編號】C08F212/36GK104140494SQ201410341262
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】張耀東, 馬珂珂, 徐吉秀, 岳宣峰, 張 林, 李夢凡, 王麗慧 申請人:陜西師范大學(xué)