近年來,伴隨著聚離子選擇性電極的發現和低檢出限聚合物膜離子選擇性電極的發展,離子選擇性電極檢測技術引起了人們的關注。然而,長期以來采用離子選擇性電極電位法檢測電中性分子一直是困擾分析化學家的一個難題,因為電極電位響應的先決條件是待測物必須為帶電荷的離子。
中國科學院煙臺海岸帶研究所秦偉課題組采用分子印跡技術以待測的電中性有機分子為模板,合成出具有規則形狀的分子印跡聚合物顆粒,并將其作為分子識別位點溶于離子選擇性電極聚合物膜中;同時利用與模板分子具有相似結構的有機離子化合物傳導電位信號,指示分子印跡聚合物與待測有機分子之間的分子識別過程,從而實現離子選擇性電極對電中性有機分子的高選擇性、高靈敏度檢測(Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49: 2556~2559)。
該研究選擇常見的有機磷農藥毒死蜱為代表。首先,通過沉淀聚合法采用有機磷農藥毒死蜱為模板分子,以α-甲基丙烯酸作為功能單體,二乙烯基苯/三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯復合交聯劑作為聚合反應交聯單體,[TS(][HT6SS] 圖1 (a)分子印跡聚合物的合成和(b)電位法檢測電中性分子示意圖[HT][TS)]利用自由基引發反應在接近θ的致孔劑(乙腈/甲苯,1∶1,V/V)中合成出了粒徑約為1 μm的形狀均一的毒死蜱分子印跡聚合物顆粒(圖1a);然后,將所得分子印跡聚合物溶于離子選擇性電極聚合物膜中作為識別位點,將電極插入含有毒死蜱農藥的待測溶液中以旋轉圓盤電極法富集10 min;采用與毒死蜱具有相似結構的3,5,6-三氯-2-吡啶氧乙酸作為指示離子,指示離子的電位響應隨著毒死蜱農藥濃度的增加而不斷減?。▓D1b),在毒死蜱濃度2.0~50 nmol/L的濃度范圍內初始電位變化速率與濃度呈現良好的線性關系,檢出限可達0.96 nmol/L。此外,他們考察了對硫磷、甲基對硫磷以及辛硫磷等有機磷農藥對測定的影響,發現其它有機磷農藥對測定不產生干擾。該方法提供了一種通用的基于聚合物膜離子選擇性電極技術檢測電中性有機分子的新方法,拓寬了離子選擇性電極的應用范圍。