一種對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球及其制備和應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球，其特征在于，所述的分子印跡單分散微球，是以煙酰胺為模板分子，以甲基丙烯酸為功能單體，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸脂為交聯劑，以聚苯乙烯乳液為種球，以鄰苯二甲酸為溶脹劑，通過溶脹聚合法合成，同時提供了這種分子印跡單分散微球的制備方法和應用。本發明提供的分子印跡單分散微球中，顆粒均勻，分散性好，對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附作用，能有效降低卷煙中的毒害成分，而對其原有品質不產生明顯影響。
【專利說明】一種對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球及其制備和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及煙草領域，更具體地，涉及一種對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球及其制備和應用。
【背景技術】
[0002]煙草流行是這個世界迄今所面臨的最大公共衛生威脅之一，全世界有超過11億人吸煙，而且發展中國家的煙草消費量呈逐年上升的趨勢。隨著人們對吸煙與健康問題的普遍關注，吸煙的安全性越來越受到重視，提高卷煙的安全性顯得尤其重要。
[0003]煙草煙霧中含有7000余種化學成分，其中數百種為有害物質，至少69種為已知的致癌物，包括N-亞硝基胺類、稠環芳香烴類、芳香胺類等。煙草特有亞硝胺(Tobacco-SpecificN-nitrosamines, TSNAs)是由硝酸鹽、亞硝酸鹽和煙草生物堿作為前體物質而形成的一系列致癌成分，主要包括:N-亞硝基去甲基煙堿(NNN)、4-(N-亞硝基甲基氮)-1-(3-吡啶基)-1- 丁酮(NNK)、N-亞硝基假木賊堿(NAB)和N-亞硝基新煙草堿(NAT)。雖然有關TSNAs的形成過程尚未完全明確，但加拿大、美國和巴西等國政府已明確要求煙草生產商必須提供市場占有率在2%以上牌號卷煙主流煙氣的NNN、NNK, NAB和NAT含量，不難看出世界煙草行業對TSNAs的高度重視及警惕。
[0004]自20世紀50年代以來，減 害技術一直都是國際煙草界研究的重點和熱點。減害研究涉及到煙草生產加工的各個環節，包括各種濾嘴添加劑(主要是吸附劑類物質)、具有特殊減害作用的特種濾嘴、生物減害技術(血紅蛋白等)以及采用新的可有效降低有害成分生成量的煙葉調制技術等，許多研究已取得突破并應用到了卷煙生產上。我國是煙草生產及消費大國，提高煙草及其相關產品的安全性無疑是煙草行業提高科技競爭力、增加技術壁壘的重要手段。
[0005]分子印跡技術(MolecularlylmprintedTechnology, MIT)是結合高分子化學、生物化學等學科發展起來的一門邊緣學科，是指為獲得在空間結構和結合位點上與某一分子(模板分子)完全匹配的聚合物的實驗制備技術。得到的聚合物是一種選擇性吸附材料，由于制備簡單、性能穩定，依靠其自身特有的印跡空穴能夠選擇性吸附目標分子，具有可與生物抗體相媲美的高選擇性，近年來已被廣泛用于目標成分的分離、分析等領域。
[0006]分子印跡單分散微球(MolecularlylmprintedMonodispersePolymericMicrospheres, MIMPMs)是基于分子印跡技術的一種新型的選擇性吸附材料，分散性好，粒徑均勻，依靠與模板分子相匹配的空穴特異性有效吸附目標分子，具有可預定性、高選擇性、制備簡單、性能穩定等特點。本項目根據煙草TSNAs類成分的化學結構特點，設計并制備一種對TSNAs具有選擇性吸附功能分子印跡單分散微球。該材料可作為濾嘴添加劑添加到卷煙產品中，能有效降低亞硝胺類毒害成分，而對其原有品質不產生明顯影響。
【發明內容】
[0007]本發明的目的正是針對上述技術的狀況而專門研制了一種對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球，所述的分子印跡單分散微球，是以煙酰胺為模板分子，以甲基丙烯酸為功能單體，以鄰苯二甲酸為溶脹劑，通過溶脹聚合法合成。所述的分子印跡單分散微球的粒徑為90~250 u m。
[0008]本發明的原料包括模板分子煙酰胺(NAM)、功能單體甲基丙烯酸(MAA)、交聯劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸脂(TRM)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)、溶脹劑鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、聚苯乙烯乳液、十二烷基硫酸鈉(SDS)、過硫酸鉀(KPA)、聚乙烯醇(PVA，聚合度1750)等材料組成。
[0009]本發明的MIMPMs由以下化合物制成，按重量份計，
【權利要求】
1.一種對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球，其特征在于，所述的分子印跡單分散微球，是以煙酰胺為模板分子，以甲基丙烯酸為功能單體，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸脂為交聯劑，以聚苯乙烯乳液為種球、鄰苯二甲酸為溶脹劑，通過兩步溶脹聚合法合成。
2.根據權利要求1所述的分子印跡單分散微球，其特征在于，所述的分子印跡單分散微球的粒徑為90~250 u m。
3.根據權利要求1所述的分子印跡單分散微球，其特征在于，由以下化合物反應制成，按重量份計，
煙酰胺1~10份，
甲基丙烯酸1.5^15份，
鄰苯二甲酸4~35份，
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸脂12~100份，
偶氮二異丁腈廣8份，
聚苯乙烯乳液40~200份，
十二烷基硫酸納I 12份，
過硫酸鉀廣12份，
聚乙烯醇4~40份。
4.一種根據權利要求1至3任一所述的對煙草特有亞硝胺具有特異性吸附功能的分子印跡單分散微球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.種球乳液的制備:加入過硫酸鉀、NaCl、蒸餾水和苯乙烯的乙醇溶液，攪拌，在惰性環境中反應，去除苯乙烯單體，得種球聚苯乙烯乳液； 52.第一步溶脹:加入引發劑、溶脹劑、甲苯和十二烷基硫酸鈉溶液，超聲處理，加入到步驟SI所得的種球聚苯乙烯乳液和十二烷基硫酸鈉溶液配成的乳液中，溶脹，得溶脹液； 53.第二步溶脹:將模板分子和功能單體溶于甲苯中，超聲后，加入到交聯劑和聚乙烯醇溶液配成的乳液中，然后在攪拌下將帶有模板分子和功能單體的乳液加入到步驟S2所述的溶脹液中，再溶脹，得再溶脹液； 54.聚合反應:向步驟S3所述的再溶脹液中加入聚乙烯醇水溶液，在惰性環境下，邊攪拌邊進行聚合反應，反應完成后，邊攪拌邊加入NaCl，破乳，離心，得聚合物微球，將聚合物微球洗滌，分散到水中，煮沸，去掉上清液，再用甲醇/冰醋酸進行抽提，直至洗脫液中檢測不到模板分子為止，洗去冰醋酸，干燥，即得分子印跡單分散微球， 所述的模板分子為煙酰胺，所述的功能單體為甲基丙烯酸，所述的交聯劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸脂，所述的引發劑為偶氮二異丁腈，所述的溶脹劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的攪拌的速度為150150轉/分鐘；所述的惰性環境為氮氣環境；所述的離心為在300(T5000rpm下離心10~20分鐘；步驟SI所述的苯乙烯的乙醇溶液中苯乙烯的含量為4(T60% ;步驟S2所述的十二烷基硫酸鈉溶液的濃度為0.15^0.45% ;步驟S3和步驟S4所述的聚乙烯醇溶液的濃度為1.25^1.75% ;步驟S4所述的甲醇/冰醋酸中的甲醇和冰醋酸的體積比為8~10:1。
6.一種分子印跡單分散微球在卷煙濾嘴中的應用，其特征在于，所述的分子印跡單分散微球為根據權利要求1所述的分子印跡單分散微球或根據權利要求4所述的制備方法所得的分子印跡單分散微球。
7.根據權利要求8所述的應用，所述的分子印跡單分散微球均勻地分散到待測卷煙樣品濾嘴中。
8.一種分子 印跡單分散微球在降低煙氣中亞硝胺的應用，其特征在于所述的分子印跡單分散微球為根據權利要求1所述的分子印跡單分散微球或根據權利要求4所述的制備方法所得的分子印跡單分散微球。
【文檔編號】B01J20/28GK103601855SQ201310457778
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】吳亦集, 朱全紅, 陶紅, 羅佳波, 邢學鋒, 沈光林, 譚曉梅 申請人:廣東中煙工業有限責任公司