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氟喹诺酮类药物分子印迹溶胶-凝胶吸附剂：制备、性能与应用探索

一、引言

1.1研究背景与意义

氟喹诺酮类药物（Fluoroquinolones，FQs）作为一类人工合成的抗菌药物，自问世以来在医疗领域占据着举足轻重的地位。自20世纪80年代引入临床，该类药物凭借其独特的抗菌机制——抑制细菌DNA的合成，从而有效杀灭细菌，迅速成为治疗各类感染性疾病的有力武器。在临床上，氟喹诺酮类药物广泛应用于多个领域。在泌尿生殖系统感染方面，由于其主要经肾脏排泄，尿中浓度高，对肠杆菌科细菌和铜绿假单胞菌等所致的尿路感染疗效显著，同时也常用于细菌性前列腺炎和非淋菌性尿道炎以及宫颈炎的治疗。在呼吸道感染的治疗中，环丙沙星、左氧氟沙星等对包括假单胞菌属等G-杆菌所致的下呼吸道感染效果良好，而左氧氟沙星、莫西沙星等可用于肺炎链球菌、A组溶血性链球菌和支原体、衣原体等所致的社区获得性上、下呼吸道感染。在肠道感染治疗里，伤寒沙门菌感染时氟喹诺酮类药物可作为首选，其在体内分布广，组织浓度高，能达到有效抑菌或杀菌浓度。此外，在腹腔感染的治疗中，虽一般需与甲硝唑等抗厌氧菌药物合用，但氟喹诺酮类药物也发挥着不可或缺的作用。除了医学临床应用，在养殖业中，氟喹诺酮类药物也被广泛使用，用于预防和治疗动物疾病，提高动物生长率，保证动物对饲料的高效利用。

然而，随着氟喹诺酮类药物的广泛使用，其带来的问题也日益凸显。由于在养殖业中的频繁使用，导致动物组织中大量药物残留。当人体摄入这些含有药物残留的动物制品后，不仅可能影响临床治疗效果，还可能对肝脏等器官造成损害，严重时甚至引发神经系统中毒等不良反应。此外，长期使用氟喹诺酮类药物还可能诱导细菌产生耐药性，使得原本有效的治疗方案逐渐失效，给公共卫生安全带来巨大挑战。因此，对氟喹诺酮类药物进行准确、高效的检测与分离显得尤为重要。

分子印迹技术（MolecularImprintingTechnique，MIT）的出现为氟喹诺酮类药物的检测与分离提供了新的解决方案。该技术以待分离、检测的物质为模板分子，通过特定的制备过程，能够预定性地制备对模板分子具有高度选择性的功能性高分子材料——分子印迹聚合物（MolecularlyImprintedPolymers，MIPs）。MIPs具有与模板分子互补的三维空间结构和结合位点，能够特异性地识别和结合模板分子及其结构类似物，从而实现从复杂样品中选择性分离目标物质的目的。

溶胶-凝胶分子印迹技术作为分子印迹技术的一种重要实现方式，结合了溶胶-凝胶技术和分子印迹技术的优点。溶胶-凝胶技术具有反应条件温和、可在溶液中进行、能在分子水平上进行材料设计和合成等优势。将其与分子印迹技术相结合，制备出的分子印迹溶胶-凝胶吸附剂不仅具有分子印迹聚合物的高选择性，还具备溶胶-凝胶材料的良好物理化学性质，如高比表面积、良好的机械稳定性和化学稳定性等。这些特性使得分子印迹溶胶-凝胶吸附剂在氟喹诺酮类药物的检测与分离中展现出巨大的潜力。例如，在复杂的生物样品或环境样品中，能够高效地富集和分离目标氟喹诺酮类药物，提高检测的灵敏度和准确性，为解决氟喹诺酮类药物残留问题提供了有力的技术支持。因此，深入研究氟喹诺酮类药物分子印迹溶胶-凝胶吸附剂的制备方法及识别性能，对于保障食品安全、维护公共卫生安全具有重要的现实意义。

1.2国内外研究现状

在分子印迹技术的大框架下，氟喹诺酮类药物分子印迹溶胶-凝胶吸附剂的研究逐渐成为热门领域，国内外学者在制备方法和识别性能研究方面均取得了一定进展。

国外研究起步相对较早，在制备方法上不断创新。例如，[具体文献1]中，研究人员采用改进的溶胶-凝胶法，通过精确控制硅源的水解和缩聚过程，成功制备出具有高比表面积和均匀孔径分布的氟喹诺酮类药物分子印迹溶胶-凝胶吸附剂。在该研究中，他们选用四乙氧基硅烷（TEOS）作为硅源，在酸性催化条件下，使其缓慢水解生成硅醇，随后硅醇之间发生缩聚反应形成三维网络结构。在这个过程中，巧妙地引入模板分子、功能单体和交联剂，使得模板分子能够与功能单体通过氢键、离子键等相互作用形成稳定的复合物，再通过交联剂的作用将这种结构固定下来。最终制备出的吸附剂展现出良好的物理化学稳定性，为后续的识别性能研究奠定了坚实基础。在识别性能研究方面，[具体文献2]利用表面等离子共振（SPR）技术，深入探究了分子印迹溶胶-凝胶吸附剂与氟喹诺酮类药物分子之间的相互作用机制。通过实时监测吸附过程中表面等离子体共振信号的变化，精确测定了吸附剂对不同氟喹诺酮类药物分子的结合常数和选择性系数。研究结果表明，该吸附剂对模板分子具有高度特异性的识别能力，能够有效区分结构相似的氟喹诺酮类药