[发明专利]大环内酯类抗生素分子印迹磁性金属有机骨架复合材料的制备与应用方法

说明书

本发明属于吸附材料技术领域，涉及一种大环内酯类抗生素分子印迹磁性金属有机骨架复合材料的制备与应用方法。该材料结合了金属有机框架的优良孔隙特性和分子印迹聚合物的高度选择性，可特异性地吸附水溶液中的红霉素、克拉霉素、罗红霉素、乙酰螺旋霉素、北里霉素和泰乐菌素，吸附容量较大，平衡时间较短，对于低浓度大环内酯类抗生素具备较高的去除效率。该材料拥有超顺磁性，能够快速地实现固‑液分离，并可多次重复使用。以该材料作为固相萃取吸附剂，结合高效液相色谱法，能分析检测复杂环境水样中的痕量大环内酯类抗生素。

技术领域

本发明属于吸附材料领域，涉及一种大环内酯类抗生素分子印迹磁性金属有机骨架复合材料的制备与应用方法。

技术背景

作为最早的一类核糖体靶向抗生素，大环内酯类抗生素具有毒性低，药理作用广的特点，早在上世纪五十年代就取得了医疗上的成功，并进一步在养殖业和畜牧业广泛使用。如今最为典型的大环内酯类抗生素含有14-16元内酯环，例如红霉素、克拉霉素、罗红霉素、乙酰螺旋霉素、北里霉素、泰乐菌素等。大环内酯类抗生素，是中国使用量占比最多的一类抗生素，尤其在在养殖业和畜牧业中存在滥用滥排的情况，造成水环境污染。与典型的水环境污染指标相比，抗生素的污染指标占比不高，但抗生素在环境中的长期累积会对人类造成更大潜在危害，除了会增加细菌耐药基因的突变导致用药恶性循环外，还会对体内原有的生物菌群产生附带的影响，导致发育迟缓、慢性病患病概率提升。因此，对包括大环内酯类抗生素在内的抗生素的检测和去除已经成为近年来科研工作者的研究热点。

大环内酯类抗生素分子尺寸较大，难以完全降解。污水处理厂常规的处理工艺对大环内酯类抗生素去除效率普遍低于50％，因此仍有大量的大环内酯类抗生素排放到水环境中。吸附法是一种能够较好去除水体中低浓度抗生素的技术，其操作简单，无二次污染。但常规吸附材料活性炭存在选择性较差、处理时间长、难以回收利用等缺点。因此，有必要针对大环内酯类抗生素的结构特点，研制出吸附效率高、选择性好、成本较低、能够重复利用的新型吸附材料。

分子印迹技术是针对特定目标分子进行人工设计的、具有特定识别位点的技术，通过选择合适的功能单体、交联剂与合成方法，合成出的分子印迹聚合物在洗脱掉模板分子后，其内部的特异性识别的空腔具有特定的形状、尺寸，以及专属的互补官能团及其排列方式，能够再次选择性地与模板分子以及同类分子进行结合。分子印迹聚合物具有制备方法简便、选择性好、稳定性强、可重复利用等优势，因此常被用来制备选择性吸附材料。

金属有机骨架材料在近十几年发展迅速，其具有结构可调控、孔隙特征优异、活性位点易修饰等特点，而部分金属有机骨架材料同时拥有较强的配位键来稳定其结构(热力学稳定)，而且具有较好的位阻效应(动力学稳定)来阻止水分子进入金属有机骨架结构发生配体水解。因此这类金属有机骨架材料不仅可以针对大环内酯类抗生素结构进行改良以增加材料的吸附选择性，而且其稳定的结构使其能够很好地应用于复杂的水环境中。

传统的大环内酯类抗生素分子印迹聚合物采用单一模板分子进行聚合，主要针对一种大环内酯类抗生素，而实际水环境中往往是多种大环内酯类抗生素同时存在。显然，传统的分子印迹聚合物无法满足多种大环内酯类抗生素的同时高效吸附分离。

发明内容

本发明提供了一种大环内酯类抗生素分子印迹磁性金属有机骨架复合材料的制备与应用方法，解决了目前传统分子印迹聚合物难以同时对多种大环内酯类抗生素实现高效吸附分离的问题。

具体技术方案如下：

本发明提供了一种大环内酯类抗生素分子印迹磁性金属有机骨架复合材料，所述大环内酯类抗生素分子印迹磁性金属有机骨架复合材料以磁性金属有机骨架材料为载体、大环内酯类抗生素为模板分子，在功能单体、交联剂和引发剂的作用下进行聚合反应，将模板分子洗脱之后即制备完成。

所述磁性金属有机骨架材料包括：磁性核心材料和生长在其表面的金属有机骨架材料；所述磁性核心材料包括磁性粒子和表面的硅胶层，由纳米四氧化三铁硅烷化形成；