本發(fā)明涉及新材料領(lǐng)域，具體涉及一種雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氯丙醇一般指丙三醇上羥基被氯原子取代所構(gòu)成一系列同分異構(gòu)體的總稱(chēng)。按照氯取代的位置和數(shù)量，可以分為2-氯-1,3-丙二醇(2-mcpd)，3-氯-1,2-丙二醇(3-mcpd)，1,3-二氯-2-丙醇(1,3-dcp)以及2,3-二氯-1-丙醇(2,3-dcp)。研究表明：3-mcpd能夠引起腎臟、睪丸、肝臟和神經(jīng)、免疫系統(tǒng)等的損害，而1,3-dcp則具有明確的致癌性以及潛在遺傳毒性。一直以來(lái)，醬油、配方奶粉、絕大部分經(jīng)加熱處理的食物以及油脂含量較高的食物，均能檢測(cè)到氯丙醇酯，如咖啡、油炸薯?xiàng)l、餅干、食用油、面包、糕點(diǎn)等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)在一些食品接觸紙質(zhì)品中也普遍檢出氯丙醇類(lèi)物質(zhì)。因此，開(kāi)展食品中氯丙醇痕量分析研究對(duì)食品安全監(jiān)管和人群暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要意義。

2、目前，我國(guó)最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法推薦采用氯化鈉溶液提取、硅藻土小柱凈化萃取、結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜分析檢測(cè)食品中的氯丙醇。然而，標(biāo)準(zhǔn)方法分析一個(gè)樣品就需要消耗10ml正己烷、15ml的乙酸乙酯，產(chǎn)出大量的實(shí)驗(yàn)室廢液。乙酸乙酯屬于易燃易爆類(lèi)的化學(xué)品，而正己烷揮發(fā)性強(qiáng)，屬于一種神經(jīng)毒物，會(huì)對(duì)人群產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的健康危害。此外，硅藻土小柱使用時(shí)，待凈化液應(yīng)全部浸沒(méi)在填料上，而不能穿透。因此，分析一個(gè)樣品也需要消耗一次性萃取柱(5g填料)，成本較高。更重要的由于硅藻土小柱的選擇性偏低，難免會(huì)導(dǎo)致樣本基質(zhì)干擾，經(jīng)常污染氣相色譜質(zhì)譜的四極桿。

3、分子印跡吸附劑作為一種高分子材料，能夠選擇性識(shí)別靶標(biāo)分子，顯著降低樣本基質(zhì)干擾，且能夠反復(fù)利用，有效地降低預(yù)處理成本。很多文獻(xiàn)報(bào)道了氯丙醇為模板的印跡材料的制備，然而我們發(fā)現(xiàn)：氯丙醇分子量?jī)H有94，在印跡孔道中流出路徑很長(zhǎng)，導(dǎo)致洗脫模板需要6-7天，萃取時(shí)也需要大量有機(jī)溶劑洗脫。如果我們能調(diào)節(jié)印跡孔穴選擇性，使其能集中釋放氯丙醇，必然降低有機(jī)溶劑的消耗量。dna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)可以在高溫下解旋為單鏈dna分子(變性)，當(dāng)溫度降低后能夠重新扭曲成雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)(復(fù)性)。

4、因而，如果能將dna分子融入分子印跡聚合物，制備出基于雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子印跡復(fù)合材料，便能夠?qū)崿F(xiàn)在保留分子印跡材料高選擇性識(shí)別特性，降低樣本基質(zhì)干擾的情況下，還能夠快速解析目標(biāo)分子的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱的制備方法及應(yīng)用，該方法將dna分子融入分子印跡聚合物，制備出基于雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子印跡復(fù)合材料，通過(guò)溫度控制可以實(shí)現(xiàn)印跡空腔的構(gòu)建-破壞-重構(gòu)，結(jié)合目標(biāo)分子-溶劑-印跡材料間相互作用，創(chuàng)建溶劑和溫度雙調(diào)節(jié)分子印跡固相萃取柱，不僅能夠保留分子印跡材料高選擇性識(shí)別特性，降低樣本基質(zhì)干擾，而且能夠快速解析目標(biāo)分子，不需要大量消耗有機(jī)溶劑，實(shí)現(xiàn)綠色、高效樣本前處理，為食品中氯丙醇分析和人群暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供技術(shù)支撐。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

3、s1.將二氧化硅或二氧化硅修飾材料分散到n,n-二甲基甲酰胺中形成二氧化硅溶液，其中二氧化硅或二氧化硅修飾材料與n,n-二甲基甲酰胺的質(zhì)量體積比為1g：100-500ml；

4、s2.在步驟s1中的二氧化硅溶液中加入三乙胺和4-二甲氨基吡啶形成懸浮液，混合溶液中二氧化硅或二氧化硅修飾材料、三乙胺和4-二甲氨基吡啶的質(zhì)量比為1：5-10：1-10；隨后在低溫環(huán)境下向懸浮液中加入2-溴異丁酰溴進(jìn)行反應(yīng)，所述二氧化硅或二氧化硅修飾材料與2-溴異丁酰溴的質(zhì)量體積比為1g：2-20ml；

5、s3.用乙醇終止步驟s2中的酯化反應(yīng)，分別用n,n-二甲基甲酰胺和乙醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物2次以上，將引發(fā)劑修飾在二氧化硅或二氧化硅修飾材料表面形成引發(fā)劑修飾二氧化硅材料sio2-br，

6、s4.在水溶液中依次加入步驟s3中的sio2-br、模板分子氯丙醇、功能單體和交聯(lián)劑在低溫環(huán)境中孵育30分鐘以上，隨后加入溴化銅，并向反應(yīng)體系通入氮?dú)?0分鐘以上，在<40℃條件下反應(yīng)72小時(shí)以上制備聚合產(chǎn)物；所述sio2-br：模板分子：功能單體：交聯(lián)劑的質(zhì)量比為100～500：1：2-8：10～50；所述功能單體是由甲基丙烯酸和4-乙烯苯硼酸組成，其中所述甲基丙烯酸的質(zhì)量百分比為0-100％；所述交聯(lián)劑是由甲叉雙丙烯酰胺和兩條丙烯酰胺基修飾dna序列組成，其中所述甲叉雙丙烯酰胺的質(zhì)量百分比為0-80％；所述溴化銅與功能單體的質(zhì)量為1：10-50；

7、s5.將s4步驟中制備的聚合產(chǎn)物緩慢升溫至80℃以上，用乙醇洗去模板3-氯丙醇，真空干燥后，獲得氯丙醇分子印跡材料；

8、s6.將100-500mg步驟s5中獲得氯丙醇分子印跡材料填入3ml商品化固相萃取空柱，得到所述的雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱。

9、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述丙烯酰胺基修飾dna序列如下：5′-acrydite-aaattcgcgcgcgaa-3′。

10、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述s1步驟中的二氧化硅修飾材料包括二氧化硅薄膜包裹的四氧化三鐵納米顆粒，石墨烯材料、納米碳管材料、納米金和金屬有機(jī)骨架材料。

11、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述s2步驟和s4步驟中的低溫環(huán)境為溫度≤4℃的低溫環(huán)境。

12、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述s4步驟中氯丙醇包括2-氯-1,3-丙二醇、3-氯-1,2-丙二醇、1,3-二氯-2-丙醇或2,3-二氯-1-丙醇。

13、本發(fā)明還提供了一種上述方法制備的雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱的應(yīng)用，將雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱用于食品中氯丙醇的檢測(cè)。

14、本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案：所述食品包括醬油、配方奶粉、蛋糕、咖啡、油炸薯?xiàng)l、餅干、食用油、面包、糕點(diǎn)任意一種或幾種混合；其具體檢測(cè)過(guò)程如下：取上述單一或混合食品樣本使用20％氯化鈉溶液進(jìn)行超聲提取，得到分析樣本提取液，所述食品樣本與20％氯化鈉溶液進(jìn)的質(zhì)量體積比為1g：20ml；在常溫下，使用20％氯化鈉溶液活化雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱，然后在30分鐘內(nèi)將分析樣本提取液緩慢通過(guò)雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱，使目標(biāo)分子選擇性吸附在分子印跡材料上；然后用10％乙醇水溶液淋洗雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱，去除樣本雜質(zhì)；最后，向雙調(diào)節(jié)氯丙醇分子印跡柱內(nèi)注入5ml50％乙醇水溶液，將其轉(zhuǎn)移到85～95℃的烘箱內(nèi)維持2～3分鐘，收集流出液并吹至近干，定容后通過(guò)質(zhì)譜分析氯丙醇的含量。

15、常規(guī)分子印跡柱主要依賴(lài)目標(biāo)分子-溶劑-印跡材料間的相互作用來(lái)萃取目標(biāo)分子，但是這種作用力不能變化，因此吸附階段可以高效識(shí)別目標(biāo)物，而在隨后洗脫階段，則需要消耗大量時(shí)間、溶劑來(lái)將目標(biāo)物洗脫下來(lái)，必要時(shí)還需要增加酸、堿、特殊試劑等。而本發(fā)明的雙調(diào)節(jié)分子印跡柱，可以通過(guò)溫度調(diào)控目標(biāo)分子-溶劑-印跡材料間的相互作用，使其在吸附劑階段，相互作用力增強(qiáng)，利于識(shí)別目標(biāo)分子，而在洗脫階段，將作用力降到最低，快速地洗脫目標(biāo)分子，減少時(shí)間和溶劑消耗。

16、本發(fā)明制備的分子印跡柱的填料是以氯丙醇為模板，通過(guò)模板分子-功能單體之間的非共價(jià)識(shí)別作用錨定功能基團(tuán)，并借助有機(jī)聚合拓印模板分子的空間構(gòu)象，形成的一種高分子聚合物。洗去模板后，殘留的印跡空腔能夠重新識(shí)別模板分子，表現(xiàn)出堪比抗體的仿生識(shí)別能力，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜樣本基質(zhì)中痕量氯丙醇的高效吸附。與此同時(shí)，本發(fā)明在有機(jī)聚合中引入雙鏈dna為骨架，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)dna鏈的解旋-復(fù)性，從而實(shí)現(xiàn)印跡空腔的構(gòu)建-破壞-重構(gòu)，結(jié)合目標(biāo)分子-溶劑-印跡材料間相互作用，創(chuàng)建溶劑和溫度雙調(diào)節(jié)分子印跡固相萃取柱，不僅能夠保留分子印跡材料高選擇性識(shí)別特性，降低樣本基質(zhì)干擾，而且能快速解析目標(biāo)分子，不需要大量消耗有機(jī)溶劑，實(shí)現(xiàn)綠色、高效樣本前處理。

17、本發(fā)明在有機(jī)印跡聚合中引入雙鏈dna為骨架，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)dna鏈的解旋-復(fù)性，從而實(shí)現(xiàn)印跡空腔的構(gòu)建-破壞-重構(gòu)，能夠快速解析目標(biāo)分子，不需要大量消耗有機(jī)溶劑；制備的分子印跡柱在針對(duì)醬油、配方奶粉、油炸薯?xiàng)l、糕點(diǎn)等復(fù)雜樣品中的氯丙醇檢測(cè)過(guò)程中，在不需要消耗大量有機(jī)溶劑的情況下，能夠快速解析出氯丙醇分子，實(shí)現(xiàn)綠色、高效樣本前處理。

18、本發(fā)明通過(guò)目標(biāo)分子-溶劑-印跡材料間相互作用萃取目標(biāo)物，通過(guò)溫度能調(diào)節(jié)印跡材料的仿生空腔，實(shí)現(xiàn)從高吸附能力的識(shí)別材料到低吸附性材料智能轉(zhuǎn)化，有利于復(fù)雜樣本中氯丙醇的綠色、高效萃??；萃取過(guò)程不僅避免了有機(jī)溶劑的使用，而且通過(guò)溫度調(diào)節(jié)降低萃取溶劑體積，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣本中氯丙醇的高效萃取，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)傳感器分析和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜分析樣本預(yù)處理要求。