近日，我院黄晓佳教授课题组在Chemical Engineering Journal期刊上发表了题为“Computer-aided design-based green fabrication of magnetic molecularly imprinted nanoparticles for specific entrapment of non-steroidal anti-inflammatory drugs”的研究论文。本研究首次报道了利用计算机分子模拟技术，采用“一锅法”制备策略快速合成了磁性酮基布洛芬分子印迹纳米材料，与高效液相色谱联用实现对复杂样品中非甾体类消炎药（NSAIDs）的高灵敏检测，为磁性分子印迹材料的快速制备及环境中NSAIDs残留监测提供了新思路。
磁性分子印迹材料(MMINs)因其具有良好的特异识别性、构效预定性、广泛适用性和可反复使用的特性而被广泛应用于固相萃取、色谱分离等领域。传统制备技术通常包括磁性载体的制备、磁性载体的修饰、分子印迹涂层的制备（预组装、聚合和模板洗脱）并与磁性载体紧密结合等过程。这不仅需要繁琐的分离、洗涤和干燥等过程，同时在分子印迹体系的构建过程中，需要通过反复实验以筛选出合适的功能单体和致孔剂，因此消耗大量的溶剂、试剂、时间和人力。这些不足严重制约了磁性分子印迹纳米材料的广泛应用。为了解决上述困境，本研究提出结合计算机分子模拟辅助、“一锅法”制备的策略，快速制备了MMINs。
图文摘要
本研究主要取得如下研究成果：
1. 利用计算机分子模拟软件Gaussian，基于B3LYP-D3 (BJ)/6-31G+(d, p)方法，快速筛选出最佳混合功能单体（NVP/AG），然后将模板分子-单体复合物（KP-NVP/AG）、磁源（Fe2+、Fe3+）、交联剂（EDMA）、引发剂（AIBN）和分散剂（DMF）利用“一锅法”法，快速制备KP-MMINs，总反应时长为3.5 h （传统的多步法往往需要24小时以上）。
2. KP-MMINs对NSAIDs具有优异的萃取选择性，对模板分子及其结构类似物的印迹因子分别为6.73（KP）、3.64（NP）、3.96（FP）、2.30（IP）、4.57（DC）和3.50（MA），富集因子为284-358。
3. 所建立的KP-MMINs/MSPE-HPLC-DAD方法可用于环境水体和人体尿液中痕量NSAIDs的检测，所建方法线性范围宽、检出限低（水：2.4-2.9 ng/L，尿液：2.6-4.5 ng/L），日内日间精密度RSD<10%。
4. 建立的KP-MMINs/MSPE-HPLC-DAD用于实际环境水体和人体尿液中痕量目标物检测，测得μg/L级别的NSAIDs（河水：0.06-0.26 μg/L, 湖水0.05 μg/L, 污水厂出水 0.11-0.17 μg/L，尿液：0.08-0.31 μg/L），不同加标浓度回收率良好（水：77.8-119%，尿液：78.3-120%）。
图2. KP-MMINs的红外、TEM、EM、XRD、TGA和VSM表征
图3. KP-MMINs对NSAIDs的特异性识别性能
图4. 实际水和尿液中NSAIDs的HPLC色谱图
（a.实际空白样品经MMINs/MSPE富集；b.加标0.5 μg/L实际样品经MNINs/MSPE富集；c. 加标0.5 μg/L实际样品经MMINs/MSPE富集）
本研究第一作者为我院博士生黄幼芳，通讯作者为黄晓佳教授。黄幼芳为2019级硕博连读生，其主要研究方向为功能化磁性纳米材料的制备及应用，目前以第一作者在Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials & Interfaces、Microchimica Acta、Journal of Chromatography A 和“色谱” 期刊发表论文多篇，获授权国家发明专利1项，同时获研究生国家奖学金2次。本研究获得了国家自然科学基金（21976149），福建省自然科学基金（2020J01045）和中央高校基本科研业务费（20700200122）的资助。
论文来源：
Huang YF, Li YY, Wu YF, Huang XJ*, Computer-aided design-based green fabrication of magnetic molecularly imprinted nanoparticles for specific entrapment of non-steroidal anti-inflammatory drugs, Chemical Engineering Journal, 2023, 452, 139440.
文、图 | 黄幼芳
责任编辑 | 黄晓佳
排版 | 吴晓倩
