磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDZ）等磺胺类抗生素作为兽药和临床常用药被大量使用，其残留通过畜禽排泄物进入水体和土壤，经食物链累积对人体健康及生态系统构成潜在风险，已成为水体中备受关注的持久性微量污染物。当前常规生物处理易受共存污染物（如微塑料）干扰，物理吸附法则受水质基质（离子强度、pH、溶解性有机物）影响显著，对SDZ等磺胺类药物选择性不足；而膜分离技术虽在效率与能耗上具有优势，但在抗生素微量污染物去除场景下仍面临选择性低、膜污染严重等瓶颈，亟待开发兼具高选择性与抗干扰能力的新型吸附/膜分离材料。

公共技术中心团队长期致力于分子印迹技术在环境污染控制与检测中的应用，此前已在邻苯二甲酸酯印迹超滤膜等方向取得进展，为分子印迹膜分离材料的节能、选择性优势提供了前期基础。近期，该团队将量子化学模拟与实验验证相结合，在SDZ高选择性印迹材料理性设计方面取得新突破。

针对传统分子印迹单体筛选依赖“试错法”、耗时长、溶剂消耗大且难以阐明模板-单体匹配机制的问题，团队采用密度泛函理论（DFT）计算方法开展预组装体系优化设计。研究创新性地引入苯胺（ANL）-磺胺（SNM）-SDZ三级分层模板分子，系统揭示了磺酰胺类印迹体系中模板结构与单体功能的构效关系；从羧酸类、丙烯酸酯类、N-杂环类六大单体中筛选出三氟甲基丙烯酸（TFEMAA）为最优功能单体，并确定SDZ:TFEMAA最优印迹摩尔比为1:4。在模拟指导下，团队通过沉淀聚合法合成了SDZ分子印迹聚合物（MIPs），材料呈规整球形、表面富含印迹空腔。吸附实验显示，MIPs在1.5 h内达到吸附平衡，动力学符合伪二级模型，以氢键主导的化学吸附为主；Scatchard分析证实材料同时存在高、低双亲和位点。选择性实验中，MIPs对SDZ的分布系数（Kd=46.92 mL/g）显著高于结构类似物SNM、SMX及非类似物SMM，相对选择性系数k′达1.71-2.27；与常用商用HLB吸附剂相比，MIPs对SDZ吸附容量更高。

该材料实际用于浑河、蒲河等水体中SDZ检测，表现出强抗干扰能力（RSD<3%），为复杂水体中SDZ的监测与治理提供了备选材料，也为连续流印迹复合膜的开发奠定了理论与技术基础。以上研究成果以“Computer Simulation-Guided Rational Design of Sulfadiazine-Imprinted Polymers for High-Efficiency Adsorption of Antibiotics in Complex Aquatic Matrices”为题发表于《Membranes》期刊，公共技术中心周强博士为通讯作者。该研究得到辽宁省科技计划项目（2022JH2/101300096）资助。

论文链接：https://www.mdpi.com/2077-0375/16/4/118

图1  SDZ-MIP制备过程示意图

图2  模板分子和功能单体的分子静电式分布

图3  MIPs和NIPs对SDZ及其类似物的选择性吸附能力