親水分子印跡聚合物的研制及殘留抗生素評(píng)估.pdf

1、當(dāng)前我國(guó)重大環(huán)境問(wèn)題頻繁發(fā)生，開(kāi)展環(huán)境污染對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制技術(shù)研究，具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義?；诜肿佑≯E聚合物(Molecularly irnprinted polymers， MIPs)的分子印跡固相萃?。∕olecularly imprinted solid phase extractioN, MISPE）技術(shù)已逐漸取代基于C18小柱、免疫親和層析柱等常規(guī)樣品前處理技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外食品安全檢測(cè)中廣泛應(yīng)用。由于大多數(shù)生物樣本中

2、的目標(biāo)分子均殘存于水相體系中，而親水性MIPs相對(duì)于有機(jī)相中制備的MIPs對(duì)目標(biāo)分子具有更高的特異性和選擇性，使得樣品前處理效率更高。
　　 本文針對(duì)四環(huán)素、土霉素及恩諾沙星等食品中重要禁用抗生素，制備識(shí)別這些抗生素分子的特異親水性MIPs，建立新型MISPE樣品前處理技術(shù)，與現(xiàn)有常規(guī)方法相結(jié)合，應(yīng)用于實(shí)際檢測(cè)，取得的主要結(jié)果如下：
　　 1.通過(guò)水相懸浮聚合法以恩諾沙星為模板制備了分子印跡聚合物微球(Molecular

3、ly imprinted polymer microspheres，MIPMs)，避免了傳統(tǒng)本體聚合法制備MIPs后處理過(guò)程中的缺陷，如研磨、篩分帶來(lái)的MIPs的識(shí)別位點(diǎn)被破壞和選擇性下降、顆粒形狀不規(guī)則和分散性差等。結(jié)果表明，當(dāng)以甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，模板分子對(duì)功能單體的摩爾比為1：8時(shí)，制備的MIPMs對(duì)恩諾沙星有較好的特異性識(shí)別能力。掃描電鏡分析表明其直徑約60 μm，表面有很多個(gè)孔，以此為填料的MISPE對(duì)環(huán)丙沙星和諾

4、氟沙星等模板類似物也有相似的選擇吸附能力。在實(shí)際樣品分析時(shí)，對(duì)牛奶中的恩諾沙星有較高的富集純化效果，與高效液相色譜法相結(jié)合，檢測(cè)限達(dá)到10 μg L-1,超過(guò)歐盟檢測(cè)限量要求(100μg L-1)，不同加標(biāo)樣品的檢測(cè)回收率為73.6-101.6％，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.8％到6.3％2間。
　　 2.在甲醇和水的混合含水體系中，以四環(huán)素為模板，以金屬離子（Mg2+、Fe2+和Cu2+）介導(dǎo)印跡的方法制備了分子印跡聚合物。平衡結(jié)合試

5、驗(yàn)表明，單體和模板比例為8:1時(shí)，鎂離子、亞鐵離子和銅離子參與的印跡聚合物對(duì)四環(huán)素的最大吸附能力分別為11.13 μmol g-1、9.16 μmol g-1和7.68μmol g-1,不加離子的印跡對(duì)照組吸附四環(huán)素的能力為2.95 μmol g-1,表明隨著金屬離子的半徑增大和結(jié)合力減弱，印跡聚合物的吸附能力也減弱。以紫外光譜實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究了單體、金屬離子和模板之間的相互作用，并通過(guò)質(zhì)譜試驗(yàn)確定了模板、亞鐵離子和功能單體組成的超分子復(fù)

6、合物的分子量，提出了TC-Fe-MAA4與TC-Fe2-MAA8兩種結(jié)構(gòu)模式。另外，分析研究了金屬離子參與的特異性識(shí)別機(jī)制，優(yōu)化了分子印跡固相萃取條件。在實(shí)際樣品處理方面，格添加在尿液中四環(huán)素、土霉素和金霉素分離純化，富集50倍，回收率分別為80.1-91.6％，78.4-89.3％和78.2-86.2％，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.1％到5.9％2間，顯著提高了檢測(cè)的靈敏度。
　　 3.通過(guò)沉淀聚合法，以恩諾沙星和土霉素為模板，在甲醇

7、和水的混合溶液中制備了能同時(shí)識(shí)別土霉素和恩諾沙星的分子印跡材料，研究了銅離子和亞鐵離子介導(dǎo)的雙模板印跡技術(shù)。掃描電鏡分析表明，聚合物為直徑約0.3至1 um的微球，MIPs比NIPs略小。吸附試驗(yàn)顯示，金屬離子參與了聚合物對(duì)目標(biāo)分子的特異性識(shí)別，而亞鐵離子介導(dǎo)的印跡聚合物對(duì)恩諾沙星和土霉素都有很高的特異性吸附能力，在MAA: OTC: ENRO: Fe2+的摩爾比為4：0.6：1：1時(shí)，聚合物對(duì)土霉素和恩諾沙星的特異性識(shí)別能力最強(qiáng)，印跡

8、因子分別為2.89和2.48。
　　 本文在含水系統(tǒng)中以恩諾沙星、四環(huán)素和土霉素為模板制備了分子印跡聚合物；利用多價(jià)金屬離子能在水環(huán)境中結(jié)合多種抗生素和其它小分子的特點(diǎn)，以模板－金屬離子－功能單體組成聚合前復(fù)合體，將金屬離子介導(dǎo)的分子印跡技術(shù)應(yīng)用于親水性分子印跡聚合物的研制和應(yīng)用；進(jìn)一步以金屬離子結(jié)合恩諾沙星、土霉素和功能單體，探索金屬離子介導(dǎo)的雙模板印跡方法，使制備的分子印跡聚合物具有多殘留分析能力，識(shí)別不同家族的抗生素。另外

9、，將分子印跡聚合物用作固相萃取填料，高效地分離純化殘留在生物樣品中的痕量抗生素；同時(shí)對(duì)于相關(guān)的印跡和識(shí)別機(jī)理進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，建立的樣品處理方法適用于含水豐富的環(huán)境，能夠快速、靈敏、準(zhǔn)確并特異地檢測(cè)違禁藥物殘留。這些研究結(jié)果有利于進(jìn)一步研制親水的分子印跡聚合物以識(shí)別其它殘留藥物，分析處理來(lái)源于生物和環(huán)境的含水樣品。這為研發(fā)高選擇性的分析檢測(cè)手段以監(jiān)測(cè)有害因素打下基礎(chǔ)，有助于實(shí)現(xiàn)危害預(yù)警和防控食源性疾病，也為科學(xué)評(píng)價(jià)食品和環(huán)境中的重大