菊酯类农药分子印迹聚合物综述【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 生物工程 菊酯类农药分子印迹聚合物综述 摘要：分子印迹技术是在近年来发展起来的一种新的分子识别技术，菊酯类农药是人们利用分子印迹技术仿生合成的一类化合物。本文综述了菊酯类农药分子印迹聚合物的研究进展发展动向及趋势，对分子印迹技术发展前景做了一个扼要的概括。 关键词：菊酯类农药；分子印迹技术；聚合物 1 菊酯类农药的研究发展状况 拟除虫菊酯类（简称菊酯类）农药是广谱性杀虫剂，具有速效、高效、低毒、低残留，对作物安全等特点，除对140多种害虫防治有特效外，有些菊酯类农药还对地下害虫和螨类害虫有较好的防治效果[1]。它是人们利用分子印迹技术模拟天然虫菊素的空间结构和结合位点而仿生合成的一类化合物。菊酯类农药市场大、应用广、商品种类多，目前全世界菊酯类农药在杀虫剂市场中约占20%，使用面积占整个杀虫剂面积的25%，商品化的品种多达50多个；全球销售额上亿美元的农药品种有64个，其中菊脂类杀虫剂就有六个：氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、顺式氯氰菊酯和S-氰戊菊酯[2]。随着科技的逐渐进步，菊酯类农药也获得了飞速发展，早年第一代菊酯类农药对光不稳定、易被氧化成无效体，使它们只能作为卫生杀虫剂使用，而不能用作农作物杀虫剂。后来第二代杀虫剂诞生，克服了第一代杀虫剂的缺点，其强烈的触杀和胃毒作用、高效和广谱、对哺乳动物毒性低、易降解不污染等特点使其成为农业上一类重要的杀虫剂[3]。后来日本三井东亚化学公司开发出一种名为多来宝（Trebon）醚菊酯的商品，它们没有与天然除虫菊素相同的化学结构，但其杀虫机理、杀虫活性与其他菊酯类农药相似，故也被归为菊酯农药[3]。 2 分子印迹技术的研究发展状况 分子印迹技术(molecular imprinting technique , MIT) 又称分子烙印，是将高分子科学、材料科学、生物化学、化学工程等学科结合在一起，为获得在空间结构和结合位点上与模板分子完全匹配的聚合物，即分子印迹聚合物，（Molecular imprinting polymer , MIP) 的一种新型实验制备技术[4]。简单地说，就是仿照抗体的形成机理，在印记分子周围形成一个高交联的刚性高分子，除去印迹分子后在聚合物的网络结构中留下具有结合能力的反应基团，对印迹分子表现出高度的选择识别性能[5]。1940年Pauling[6]就提出了用抗原作为模板来制备抗体的空间结合位点理论。20世纪80年代初，研究人员利用天然化合物或合成化合物模拟生物体系进行分子识别研究，在一定意义上构成了MIT的雏形[7]。德国Heinrich Heine大学的G.Wulff[8~ 9]教授是这方面研究的先驱之一。但由于当时的技术以及可供选择的材料有限，故在20世纪90年代以前研究进展缓慢。20世纪90年代以后，MIT方面的研究有了很多突破性和开创性的进展，1997年成立的国际性分子印迹学会（Society for Molecular Imprinting , SMI），更是极大地促进了MIT及其理论的发展，瑞典Lund大学的K.Mosbach[10]教授在这方面的贡献功不可没。目前，国内外对MIT的研究正方兴未艾，研究及应用文献较多[11]。传统的分子印迹聚合物的制备方法大致有：本体聚合、原位聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶胀聚合，表面聚合。它们大多是在有机溶剂中制备和应用，然而天然分子识别系统大多是在水相溶液中进行的，因此，如何能在水溶液或极性溶剂中制备和应用分子印迹聚合物将是其未来研究发展的方向之一。另一方面，随着分子印迹技术的成熟，出现了许多新的印迹方法[12]，如分子印迹聚合纳米微球[13]、分子印迹球珠[14]、分子印迹纳米线[15~16]等。目前MIT在固相萃取[17]、色谱分离、传感器以及农药的残留分析等领域应用广泛。 3 分子印迹技术在农药方面的研究发展状况 农药可有效防治病虫害、杂草及其他有害生物化学药剂对农作物及农副产品的侵害，大大提高了粮食的产量，改善了人类的食物供应，同时也有效控制了某些传染病的传播[18]。但是随着农药的大量投入以及不合理使用，农药残留问题日益突出，农药残留污染土壤、水体和食品，破坏生态环境。因此农药残留尤其是食品中农药残留的检测引起了人们广泛的关注。在众多的农药残留检测方法中，分子印迹技术具有广阔的发展前景，将分子印迹技术用于样品前处理或残留检测，在一定程度上克服了传统方法“需要对样品进行处理、去除干扰杂质、方法复杂、操作繁杂、选择性差、提取与净化效率低、试剂消耗量大”等缺点，实现目的组分的分离与检测，选择性高，适用范围广，易于工业化生产。目前分子印迹技术在农药残留检测方面的应用主要体现在两个方面：一是分子印迹聚合物作为色谱固定相或毛细管填充物[19]，二是制备固相萃取柱以分离和富