本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種分子印跡聚合物的制備,特別是一種對氯霉素分子具有特異性識別分子印跡聚合物的制備。
背景技術(shù):
氯霉素(chloramphenicol,CAP)是一種廣譜性抗生素,有很強(qiáng)的殺菌能力。目前氯霉素已經(jīng)廣泛應(yīng)用于治療和預(yù)防家禽、家畜及水產(chǎn)品的疾病。但是長期使用可引起再生性障礙性貧血和其他惡性的血液病,如果嬰兒長期食用氯霉素污染的乳汁,可能會引起“灰嬰綜合癥”, 動物性食品與水產(chǎn)品中的氯霉素殘留對人體健康構(gòu)成了很大的威脅。歐盟自1994年明確規(guī)定禁止在動物性食品中使用氯霉素,氯霉素的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)為“ 零容許量”,同樣歐盟也嚴(yán)格規(guī)定肉中的氯霉素殘留量不得超過0.1 ng/g。我國也已經(jīng)禁止將氯霉素及其鹽、酯用于食品動物。任何水產(chǎn)品、畜禽產(chǎn)品中氯霉素都是必檢項(xiàng)目。因此建立靈敏度高、選擇性強(qiáng)、簡便易行的動物源性食品氯霉素殘留的檢測方法是非常有必要的。
目前,氯霉素的檢測主要采用微生物法、酶聯(lián)免疫分析法、放射性免疫法、氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)及質(zhì)譜(MS)與色譜技術(shù)聯(lián)用(GC-MS、HPLC-MS)的相關(guān)檢測方法,但是上述方法通常存在預(yù)處理繁瑣、選擇性不高或價(jià)格過高等特點(diǎn)。分子印跡技術(shù)是一種高選擇性的仿生識別方法,以其操作簡單、聚合物的選擇性好、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),用于固相萃取、色譜柱填料中。之前已有幾篇相關(guān)論文報(bào)道氯霉素分子印跡聚合物的制備。以氯霉素為模板分子本體聚合制備的印跡聚合物用于傳感器(J. L. Suárez-Rodríguez, M. E. Díaz-García, Biosensors & Bioelectronics 16 (2001) 955; M. L. Mena, L. Agüí, P. Martinez-Ruiz, et al., Anal. Bioanal. Chem., 376 (2003) 18)、HPLC和固相萃?。⊿PE)固定相(C. Schrimer, H. Meisel, J. Chromatogr. A, 1132 (2006) 325; X. Shi, A. Wu, S. Zhang, et al., J. Chromatogr. B, 850 (2007)24; C. Schrimer, H. Meisel, Anal. Bioanal. Chem., 392 (2008) 223; L. Guo, M. Guan, C. Zhao, H. Zhang, Anal. Bioanal. Chem., 392 (2008) 1431)以及結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)的LC-MS(J. F. Huang, H. J. Zhang, Y. Q. Feng, J. Agri. Food Chem., 54 (2006) 9279)或LC-MS//MS(R. Mohamed, J. Richoz-Payot, E. Gremaud, et al., Anal. Chem., 79 (2007) 9557)檢測食品中的氯霉素。但是均使用有機(jī)小分子為致孔劑。
離子液體作為一種集綠色、低熔點(diǎn)、寬電化學(xué)窗口、可設(shè)計(jì)具有催化效果于一身的新型溶劑,能溶解很多有機(jī)或無機(jī)物質(zhì),液態(tài)范圍寬(通常300 ℃時(shí)不分解),有較好的熱穩(wěn)定性,在電化學(xué)、液-液萃取、分離過程、有機(jī)反應(yīng)催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,將離子液體用于分子印跡聚合的文獻(xiàn)很少。Wang 等將室溫離子液體作為介質(zhì)用于溶膠-凝膠分子印跡整體柱的制備,并用于分離手性藥物S-萘普生(He-Fang Wang, Yi-Zhou Zhu, Xiu-Ping Yan, Ru-Yu Gao, and Jian-Yu Zheng. Adv. Mater.18 (2006) 3266 )。Booker 等以反式烏頭酸為模板分子,在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽存在下,制備分子印跡聚合物,聚合物的選擇性比。
傳統(tǒng)方法有明顯提高(Kate Booker, Michael C. Bowyer, Clovia I. Holdsworth and Adam McCluskey. Chem. Commun. (2006) 1730。He等利用離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽作為溶劑和致孔劑,采用溶膠-凝膠及犧牲空間法制備了睪丸素的分子印跡聚合物(C. Y. He, Y. Y. Long, J. L. Pan, et al., Talanta,74 (2008) 1126)。Sun等以諾氟沙星為模板、離子液體1-丁基-3-甲基咪唑基四氟硼酸鹽([BMIm]BF4)為致孔劑合成了一種諾氟沙星分子印跡整體柱 (Xiangli Sun, Jia He, Guorui Cai, Anqing Lin, Wenjie Zheng, Xuan Liu, Langxing Chen, Xiwen He, Yukui Zhang, J. Sep. Sci. 33 (2010) 3786)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,提供一種氯霉素分子印跡聚合物的制備方法,制備方法簡單、高效,分子印跡聚合物具有良好分散性、易研磨、分子識別選擇性能好。可作為固相萃取小柱填料,實(shí)現(xiàn)對氯霉素樣品預(yù)處理中的分離、富集。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明提供的氯霉素分子印跡聚合物的制備方法,包括如下步驟:
第一、先將模板分子溶解在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和四氫呋喃溶劑中,再加入功能單體與模板分子相互作用30min;形成模板-離子液體-功能單體復(fù)合物,再加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻;
其中,模板分子為氯霉素,功能單體為2-乙烯基吡啶,溶劑離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([BMIM]BF4) 和四氫呋喃,交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯,引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和四氫呋喃的體積之比為1:1-1:2;所述模板分子、功能單體、交聯(lián)劑的物質(zhì)的摩爾量之比為1:4:20;溶劑的體積用量與模板分子氯霉素的摩爾量之比為6mL/mmol -12mL/mmol;引發(fā)劑質(zhì)量與模板分子的摩爾量比為40 mg/mmol;
第二、上步混合均勻后,超聲脫氣,超聲作用時(shí)間為5min;通入氮?dú)?,時(shí)間為10-15min;抽真空,在60℃恒溫水浴中,發(fā)生熱引發(fā)聚合24小時(shí),得到分子印跡聚合物;
第三、將上步得到的分子印跡聚合物取出研磨、過篩,用有機(jī)溶劑除去模板分子,通過紫外檢測器直至檢測不出模板分子;真空干燥,得到氯霉素分子印跡聚合物。
第三步研磨過篩后形成平均粒徑為300-700 nm的聚合物;使用的有機(jī)溶劑為甲醇和乙酸的體積比為90:10的混合溶液;真空干燥前的聚合物用乙腈清洗三至五次,除去殘余的甲醇和乙酸。
真空干燥溫度為60℃,控制時(shí)長為24小時(shí)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
本發(fā)明制備的氯霉素分子印跡聚合物為比較均勻的球狀結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)的以四氫呋喃有機(jī)溶劑相比,采用離子液體和四氫呋喃為混合溶劑具有如下的優(yōu)點(diǎn):
1、以離子液體和四氫呋喃為混合溶劑,,在合成的過程中離子液體對聚合物反應(yīng)有很好的催化效果,另外還起到致孔劑的作用,得到的分子印跡聚合物粒徑在納米級,粒徑為300-700 nm。
2、合成的聚合物較之傳統(tǒng)致孔劑合成的聚合物松軟、易研磨且孔徑及顆粒較均勻。
3、分子印跡聚合物的選擇識別性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
從應(yīng)用價(jià)值考慮,本發(fā)明所提供的氯霉素分子印跡聚合物可作為固相萃取小柱的填料萃取劑,實(shí)現(xiàn)對氯霉素的選擇性分離、富集和純化,克服目前通用色譜檢測方法雜質(zhì)干擾嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
附圖說明
圖1為離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸:四氫呋喃(1:1 V/V)為溶劑合成的分子印跡聚合物的形態(tài)掃描電鏡圖;
圖2為離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸:四氫呋喃(2:1 V/V)為溶劑合成的分子印跡聚合物的形態(tài)掃描電鏡圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
首先稱取0.25mmol模板分子氯霉素,將其溶解在含有3mL 離子液體([BMIM]BF4)和四氫呋喃安培瓶中,[BMIM]BF4)和四氫呋喃的體積比為1:1;然后將1mmol功能單體2-乙烯基吡啶也溶解在上述含有3mL 離子液體([BMIM]BF4)和四氫呋喃安培瓶中,振蕩30min,使模板和功能單體相互作用形成復(fù)合物,再向上述的溶液中加入5mmol交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)和引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN) 10mg,并且摩爾比為氯霉素: 2-乙烯基吡啶: 乙二醇二甲基丙烯酸酯=1:4:20,離子液體的體積用量與模板分子氯霉素的摩爾量之比為6mL/mmol;混合均勻后,分子印跡溶液經(jīng)過超聲脫氣,超聲10min,通入氮?dú)?0min除氧,最后抽真空將安培瓶密封,然后將安培瓶在真空下密封,60℃水浴反應(yīng)24小時(shí)。
將生成的聚合物研磨過篩,篩分出粒徑300-700 nm的聚合物分別用甲醇-乙酸(90:10 V/V)洗脫模板分子,直至用HPLC無法檢測出模板分子氯霉素。對產(chǎn)物繼續(xù)用乙腈做萃取劑,除去殘留在聚合物中的甲醇和乙酸。最后,在60℃ 恒溫真空干燥分子印跡聚合物,時(shí)間24小時(shí)以,除去殘留的乙腈。其發(fā)明效果如圖1所示。
實(shí)施例2:
首先稱取0.25mmol模板分子氯霉素,將其溶解在含有3mL 離子液體([BMIM]BF4)和四氫呋喃安培瓶中,[BMIM]BF4)和四氫呋喃的體積比為2:1;然后將1mmol功能單體2-乙烯基吡啶也溶解在上述含有3mL 離子液體([BMIM]BF4)和四氫呋喃安培瓶中,振蕩30min,使模板和功能單體相互作用形成復(fù)合物,再向上述的溶液中加入5mmol交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)和引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN) 10mg,并且摩爾比為氯霉素: 2-乙烯基吡啶: 乙二醇二甲基丙烯酸酯=1:4:20,離子液體的體積用量與模板分子氯霉素的摩爾量之比為12mL/mmol;混合均勻后,分子印跡溶液經(jīng)過超聲脫氣,超聲10min,通入氮?dú)?0min除氧,最后抽真空將安培瓶密封,然后將安培瓶在真空下密封,60℃水浴反應(yīng)24小時(shí)。
將生成的聚合物研磨過篩,篩分出粒徑300-400 nm的聚合物分別用甲醇-乙酸(90:10 V/V)洗脫模板分子,直至用HPLC無法檢測出模板分子氯霉素。對產(chǎn)物繼續(xù)用乙腈做萃取劑,除去殘留在聚合物中的甲醇和乙酸。最后,在60℃ 恒溫真空干燥分子印跡聚合物,時(shí)間24小時(shí)以,除去殘留的乙腈。其發(fā)明效果如圖2所示。