[发明专利]十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟植物根对疏水性有机污染物富集的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜及其制备方法。

本发明还涉及上述十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜在模拟植物根对疏水性有机污染物富集中的应用。

背景技术

被动采样器模拟生物富集环境介质中的疏水性有机污染物已成为目前环境科学研究热点。以中性脂作为富集溶剂的半渗透膜采样技术(简称SPMDs)作为新兴的被动式生物模拟采样技术更是得到极大的关注。SPMDs以非极性溶剂如正己烷或正辛醇以及中性脂等为富集溶剂，均匀嵌入醋酸纤维素膜材料中，具有模拟生物吸收疏水性有机污染物的特性，目前已经应用于模拟水生动物实验中。但是，对模拟植物吸收疏水性有机污染物的应用鲜有报道。

植物根的组成主要包括植物脂、碳水化合物以及水分，尽管最近有报道指出碳水化合物对植物吸收疏水性有机污染物有一定贡献，但由于疏水性有机污染物更易于在植物根脂中富集，所以植物根脂对植物吸收疏水性有机污染物起关键作用。进一步的研究表明，除了一些激素类化合物，植物根对疏水性有机污染物的吸收是被动扩散过程，所以，植物根对疏水性有机污染物的吸收机理同含有脂类的SPMDs类似，即以根脂为主导作用的被动分配过程。在以往的研究中，三油酸甘油酯这种鱼类脂肪的主要成分在SPMDs中应用较多，用来模拟水生动物对有机污染物的富集。而目前针对植物根的组成以及模拟植物根吸收有机污染物的SPMDs的开发研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于制备一种新的模拟植物根吸收有机污染物的被动采样膜。

考虑到植物细胞膜的脂主要是由带有最多三个双键的十八碳脂肪酸组成，植物根组分碳水化合物的作用则相当于SPMD膜的醋酸纤维素材料。所以，发明人设想在醋酸纤维素中嵌入十八碳烯酸脂滴应该能够用来模拟植物根对疏水性有机污染物的富集。基于此，本发明人利用疏水性有机污染物的植物根吸收主要受植物根脂含量控制的原理，在亲水性醋酸纤维素复合膜中均匀地嵌入与植物根脂组成和含量相似的十八碳烯酸制备了十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜(在下文中有时简称为复合膜)(见图1表征)，膜的厚度接近有机污染物在植物根中的传输尺度(参考文献2)，此种设计增加了十八碳烯酸与铸膜材料的接触面积，使得疏水性有机化合物能够从环境介质中高效快速地分配到被动采样膜中。从而提供了一种模拟植物根吸收有机污染物的半渗透被动采样膜。并且提供了一种操作简便，环境友好的评价有机污染物植物生物有效性的方法。

本发明的目的通过以下实现：

1.一种模拟植物根对疏水性有机污染物富集的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜，其中所述十八碳烯酸脂滴均匀地镶嵌在醋酸纤维素材料中。

2.如1所述的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜，其中所述膜的厚度为30-40μm。

3.如1所述的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜，其中所述十八碳烯酸包括最多带有三个双键的十八碳烯酸。

4.如3所述的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜，其中所述最多带有三个双键的十八碳烯酸包括顺-6-十八碳烯酸、顺-9-十八碳烯酸或顺-11-十八碳烯酸。

5.如1所述的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜，其中所述醋酸纤维素材料包括二醋酸纤维素或三醋酸纤维素或二者的混合物。

6.如1至5中任一项所述的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜，其中所述十八碳烯酸占膜干重的重量百分比为2-10％，所述醋酸纤维素占膜干重的重量百分比为87-97％。

7.一种制备如1所述的模拟植物根对疏水性有机污染物富集的十八碳烯酸-醋酸纤维素复合膜的方法，所述方法包括：

(1)使用下列各项配制铸膜液：

十八碳烯酸，占铸膜液的重量百分比为0.4-2％，占膜干重的重量百分比为2-10％，

醋酸纤维素材料，占铸膜液的重量百分比为17.4-19.4％，占膜干重的重量百分比为87-97％，

铸膜液添加剂，占铸膜液的重量百分比为0.2-0.6％，

余量为铸膜液溶剂；

(2)使用所述铸膜液以沉浸凝胶法制膜。

8.如7所述的制备方法，其特征在于

所述十八碳烯酸包括最多带有三个双键的十八碳烯酸，优选所述最多带有三个双键的十八碳烯酸包括顺-6-十八碳烯酸、顺-9-十八碳烯酸或顺-11-十八碳烯酸，

所述醋酸纤维素材料包括二醋酸纤维素或三醋酸纤维素或二者的混合物，

所述铸膜液添加剂包括无水高氯酸镁、四水硝酸钙或聚乙烯吡咯烷酮。