一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及檢測有機(jī)污染物的方法，具體地說是一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法。采用有機(jī)污染物分子印跡聚合物作為固相萃取填料對樣品中有機(jī)污染物進(jìn)行富集分離，而后利用有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極對上述富集后的有機(jī)污染物進(jìn)行電位檢測，從而實現(xiàn)復(fù)雜樣品中有機(jī)污染物的電位檢測。本發(fā)明采用分子印跡固相萃取技術(shù)消除影響電位檢測的復(fù)雜樣品基體效應(yīng)，有效提高了電位檢測的精確度，擴(kuò)大了電位檢測法的應(yīng)用范圍。
【專利說明】一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測有機(jī)污染物的方法，具體地說是一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物敏感膜離子選擇性電極是化學(xué)傳感器的一個重要分支，它的研究始于上世紀(jì)六十年代，其檢測原理基于敏感膜的響應(yīng)電位與分析物離子活度關(guān)系符合能斯特(Nernst)方程。此類電極因具有操作簡單、攜帶方便、對分析物可以進(jìn)行連續(xù)快速檢測等優(yōu)越性能，已在環(huán)境監(jiān)測、臨床化驗、食品分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，當(dāng)將聚合物膜離子選擇性電極應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境樣品中痕量有機(jī)污染物的檢測時，由于環(huán)境樣品中有機(jī)污染物含量極低且樣品基體效應(yīng)大，因而無法采用此類電極對復(fù)雜環(huán)境樣品中有機(jī)污染物進(jìn)行直接電位檢測。
[0003]分子印跡聚合物具有構(gòu)效預(yù)定性、特異識別性和廣泛實用性等特點，已在分析化學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。分子印跡技術(shù)集分離與富集于一體的特點，能夠提高分析的選擇性和靈敏度。以分子印跡聚合物作為高效吸附劑的分子印跡固相萃取技術(shù)具有操作簡單、溶劑消耗少以及選擇性高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜樣品中痕量有機(jī)污染物的高選擇性分尚富集過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，采用有機(jī)污染物分子印跡聚合物作為固相萃取填料對樣品中有機(jī)污染物進(jìn)行富集分離，而后利用有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極對上述富集后的有機(jī)污染物進(jìn)行電位檢測，從而實現(xiàn)復(fù)雜樣品中有機(jī)污染物的電位檢測。
[0007]具體為:
[0008]I)首先將待測水樣樣品通過預(yù)先經(jīng)活化的有機(jī)污染物分子印跡固相萃取柱，然后采用溶劑清洗殘留在柱子上的雜質(zhì)，最后采用極性有機(jī)溶劑洗脫保留在固相萃取柱上的有機(jī)污染物，即得到待測液；
[0009]2)將待測標(biāo)準(zhǔn)液加入檢測池內(nèi)，采用有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極檢測，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電位變化信號；
[0010]3)以標(biāo)準(zhǔn)電位變化信號對有機(jī)污染物濃度繪圖即得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；
[0011]4)將實際待測樣品按步驟I)的方式處理，得到實際待測樣品液；而后再按步驟2)的方式進(jìn)行檢測，得到樣品電位變化信號；再通過對照標(biāo)準(zhǔn)工作曲線即得樣品中有機(jī)污染物的濃度。
[0012]所述固相萃取填料為以有機(jī)污染物作為模板分子，在功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、致孔劑的存在下發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后將上述獲得的聚合物粉碎成10-120 μ m粒徑大小的粉末，粉碎后的粉末采用非極性溶劑洗脫，再用極性有機(jī)溶劑索氏抽提24-48h，抽取后室溫下風(fēng)干得到有機(jī)污染物分子印跡聚合物顆粒。
[0013]將所述有機(jī)污染物分子印跡聚合物顆粒加入到頂端裝有一個聚四氟乙烯篩板(20 μ m)的固相萃取柱中，然后用同樣的一個篩板裝到柱體末端，將固相萃取材料封實，即得有機(jī)污染物分子印跡固相萃取柱。
[0014]以待測的有機(jī)污染物分子為模板，合成出具有規(guī)則形狀的分子印跡聚合物顆粒，并將其作為離子載體分散于離子選擇性電極聚合物膜中制得有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極。
[0015]所述的有機(jī)污染物為有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴或多氯聯(lián)苯。
[0016]所述步驟I)中極性溶劑為乙腈，甲醇，乙酸乙酯。
[0017]所述步驟I)極性有機(jī)溶劑與索氏抽提采用的極性有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、乙
腈、醋酸或乙酸乙酯。
[0018]所述非極性溶劑為:二氯甲烷，正丁醇或正己烷。
[0019]檢測原理:采用分子印跡固相萃取技術(shù)消除樣品基體效應(yīng)并實現(xiàn)有機(jī)污染物的高選擇性富集，利用聚合物膜離子選擇性電極對富集后有機(jī)污染物進(jìn)行檢測，從而實現(xiàn)復(fù)雜樣品中有機(jī)污染物的高選擇性、高靈敏度電位檢測(參見圖2 )。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0021]1.本發(fā)明擬采用分子印跡固相萃取技術(shù)消除樣品基體效應(yīng)并實現(xiàn)有機(jī)污染物的高選擇性富集，利用聚合物膜離子選擇性電極對富集后污染物進(jìn)行檢測，從而實現(xiàn)復(fù)雜樣品中有機(jī)污染物的電位檢測。
[0022]2.本發(fā)明采用分子印跡聚合物作為固相萃取材料對環(huán)境樣品進(jìn)行高選擇性分離富集，有效地消除了樣品基體效應(yīng)，這將進(jìn)一步拓寬離子選擇性電極的應(yīng)用領(lǐng)域，將有力地推動化學(xué)傳感器技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的發(fā)展。
[0023]3.本發(fā)明的方法設(shè)備輕便易攜，操作簡單，可以實現(xiàn)對復(fù)雜基質(zhì)水樣的實時在線監(jiān)測；與大型色譜分析儀器相比有效地降低了檢測成本并大大簡化了樣品前處理過程。因而本發(fā)明將在水質(zhì)分析、環(huán)境監(jiān)測、污染物控制等領(lǐng)域均能發(fā)揮巨大的作用。
[0024]4.本發(fā)明采用分子印跡固相萃取技術(shù)消除影響電位檢測的復(fù)雜樣品基體效應(yīng)，擴(kuò)大了電位檢測法的應(yīng)用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例提供的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位檢測聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明提供的有機(jī)污染物分子印跡固相萃取柱對水樣有機(jī)污染物的分離
富集原理示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明實施例提供的電極測定對照樣品的對照電位速率變化信號響應(yīng)曲線以及不同濃度毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)電位速率變化響應(yīng)信號。[0028]圖4為本發(fā)明實施例提供的電極測定不同濃度毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。工作曲線方程:dE/dt=-l.461+6.123 X IO8Ccpf ;其中dE/dt單位為mv/s，CCPF為毒死蜱濃度，單位為nmol/L。
【具體實施方式】
[0029]實施例1
[0030]以檢測海水中有機(jī)污染物分子毒死蜱為例。具體檢測步驟如下:
[0031]1.毒死蜱分子印跡固相萃取填料的制備:
[0032]將2.7mM毒死蜱和10.7mM甲基丙烯酸混合均勻放置lh，加75.2mM 二甲基丙烯酸乙二醇酯、40mL乙腈、1.2mM偶氮二異丁腈,超聲5_10min使其混合均勻,然后向其中通氮?dú)釯Omin后密封，75°C恒溫油浴鍋聚合24h得到白色塊狀的聚合物。將該白色塊狀聚合物45°C恒溫真空干燥24h后研磨過篩，取300目以上微粒經(jīng)甲醇或乙腈索氏抽提洗脫，直到洗脫液在紫外吸收光譜中λ =228.7nm處無吸收峰為止，即得到毒死蜱分子印跡聚合物。將所得印跡聚合物在45 °C真空干燥后稱取50mg填裝到容量為3mL的聚乙烯柱管內(nèi)，材料上下各加一個孔徑為20 μ m的聚四氟乙烯篩板并壓緊，即得毒死蜱分子印跡固相萃取柱；
[0033]2.毒死蜱分子印跡聚合物膜離子選擇性電極的構(gòu)建:
[0034]PVC顆粒、毒死蜱分子印跡聚合物載體、三十二烷基甲基氯化銨(TDMAC)，鄰硝基苯辛醚(O-NPOE)共390.76mg,其中27.6wt%PVC顆粒、64.0wt%鄰-硝基苯辛醚，7.0wt%毒死蜱分子印跡聚合物載體，1.4被％三十二烷基甲基氯化銨加入到2.5mL四氫呋喃溶液中，超聲2-3min，攪拌2h使之分散均勻，并在室溫下自然揮發(fā)12h，即得到電極敏感膜。用打孔器將敏感膜切割成0.6cm直徑大小的均勻圓片，用四氫呋喃將敏感膜黏附到聚四氟乙烯管頂管。電極在使用前應(yīng)以磷酸氫二鈉與磷酸二氫鉀的混合緩沖溶液(PH=7.3)活化24h ；
[0035]3.按圖1描述的裝置進(jìn)行檢測。如圖所示:用蠕動泵將樣品泵入系統(tǒng)，樣品經(jīng)過分子印跡固相萃取柱之后廢液通過轉(zhuǎn)換閥流出系統(tǒng)，待測物和部分雜質(zhì)將保留在柱體上；將清洗液用蠕動泵泵入系統(tǒng)，對柱體上的雜質(zhì)進(jìn)行清洗，清洗液經(jīng)過柱體后變成含雜質(zhì)的廢液，最終通過轉(zhuǎn)換閥流出系統(tǒng)；洗脫溶劑經(jīng)蠕動泵泵入系統(tǒng)后將保留在柱子上的目標(biāo)污染物洗脫下來，成為洗脫液，洗脫液經(jīng)轉(zhuǎn)換閥流入氮吹裝置，在氮?dú)獯祾咧聺饪s到一定體積后經(jīng)氮吹裝置下游的轉(zhuǎn)換閥流入檢測池。檢測池中工作電極為聚合物膜離子選擇性電極，參比電極為飽和甘汞電極。
[0036]用超純水配置含15mg/L腐殖酸和0.5M NaCl的對照樣品，分別用IOmL乙腈和IOmL超純水對固相萃取柱進(jìn)行活化，然后將對照樣品以30mL/min的流速用蠕動泵泵入分子印跡固相萃取柱，用20mL10_2M NaOH和IOmL超純水洗去殘留在柱子上的腐殖酸、鹽分及其它雜質(zhì)，使得柱子呈中性。用IOmL乙腈對柱子進(jìn)行洗脫，清洗、洗脫泵速均為IOmL/min。將洗脫液在50°C下氮吹濃縮到ImL后加入4mL超純水作為對照檢測溶液；將毒死蜱分子印跡聚合物膜離子選擇性電極安裝到旋轉(zhuǎn)圓盤電極上再插入對照檢測液內(nèi)3000rpm轉(zhuǎn)速下富集lOmin，之后轉(zhuǎn)移到30mL PH=7.3的緩沖溶液(l/30mol I/1磷酸氫二鈉水溶液與l/30mol L-1磷酸二氫鉀水溶液按體積比4:1混合)中，同時插入飽和甘汞電極作為外參比電極，產(chǎn)生對照電位速率變化信號；再以15mg/L腐殖酸，0.5M NaCl為背景制得一系列不同濃度的毒死蜱檢測溶液(毒死蜱溶液濃度分別為10_9，7 X 10,，5 X 10,，3 X 10_1(1，lO^Vol/L)測得標(biāo)準(zhǔn)電位速率信號(參見圖3)；
[0037]4.以對照和標(biāo)準(zhǔn)電位速率變化信號對毒死蜱濃度繪圖得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(參見圖4)；
[0038]5.實際海水樣品測定:用IOmL乙臆和IOmL超純水對固相卒取柱進(jìn)彳丁活化后,取預(yù)先經(jīng)0.45微米玻璃纖維膜過濾后的海水樣品IOOmL,以30mL/min的流速將其通過蠕動泵泵入分子印跡固相萃取柱；用20mLI(T2MNaOH和IOmL超純水以10mL/min的流速洗去殘留在柱子上的腐殖酸、鹽分及其它雜質(zhì)，使得柱子呈中性；以lOmL/min的流速用乙腈將保留在柱子上的毒死蜱分子洗脫下來，洗脫液在50°C下氮吹濃縮到ImL后加入4mL超純水作為檢測液；將毒死蜱分子印跡聚合物膜離子選擇性電極安裝到旋轉(zhuǎn)圓盤電極上，插入對檢測液內(nèi)，在3000rpm轉(zhuǎn)速下富集lOmin，之后轉(zhuǎn)移到30mL PH=7.3的緩沖溶液(l/30mol L—1磷酸氫二鈉水溶液與l/30mol L-1磷酸二氫鉀水溶液按體積比4:1混合)中，同時插入飽和甘汞電極作為外參比電極，產(chǎn)生海水樣品中毒死蜱的電位速率變化信號，根據(jù)海水樣品信號與標(biāo)準(zhǔn)工作曲線比對可得海水中毒死蜱濃度(具體濃度如表1所示)。其中，樣品為不同地域的海水，每個地域取海水一式三份作為待測樣品。
[0039]表1分子印跡固相萃取-電位法聯(lián)用檢測出海水中毒死蜱的濃度
【權(quán)利要求】
1.一種分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于:采用有機(jī)污染物分子印跡聚合物作為固相萃取填料對樣品中有機(jī)污染物進(jìn)行富集分離，然后利用有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極對上述富集后的有機(jī)污染物進(jìn)行電位檢測，從而實現(xiàn)復(fù)雜樣品中有機(jī)污染物的電位檢測。
2.按權(quán)利要求1所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于: 1)首先將待測水樣樣品通過經(jīng)預(yù)先活化的有機(jī)污染物分子印跡固相萃取柱，然后采用溶劑清洗殘留在柱子上的雜質(zhì)，最后采用極性有機(jī)溶劑洗脫保留在固相萃取柱上的有機(jī)污染物，即得到待測液； 2)將待測標(biāo)準(zhǔn)液加入檢測池內(nèi)，采用有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極檢測，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電位變化信號； 3)以標(biāo)準(zhǔn)電位變化信號對有機(jī)污染物濃度繪圖即得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線； 4)將實際待測樣品按步驟I)的方式處理，得到實際待測樣品液，然后再按步驟2)的方式進(jìn)行檢測，得到樣品電位變化信號；再通過對照標(biāo)準(zhǔn)工作曲線即得樣品中有機(jī)污染物的濃度。
3.按權(quán)利要求2所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于: 所述固相萃取填料為以有機(jī)污染物作為模板分子，在功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、致孔劑的存在下發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后將上述獲得的聚合物粉碎成10-120 μ m粒徑大小的粉末，粉碎后的粉末采用非極性溶劑洗脫，再用極性有機(jī)溶劑索氏抽提24_48h，抽取后室溫下風(fēng)干得到有機(jī)污染物分子印跡聚合物顆粒。
4.按權(quán)利要求3所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于:將所述有機(jī)污染物分子印跡聚合物顆粒加入到頂端裝有一個聚四氟乙烯篩板(20 μ m)的固相萃取柱中，然后用同樣的一個篩板裝到柱體末端，將固相萃取材料封實，即得有機(jī)污染物分子印跡固相萃取柱。
5.按權(quán)利要求2所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于: 以待測的有機(jī)污染物分子為模板，合成出具有規(guī)則形狀的分子印跡聚合物顆粒，并將其作為離子載體分散于離子選擇性電極聚合物膜中制得有機(jī)污染物分子印跡聚合物膜離子選擇性電極。
6.按權(quán)利要求1或2所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于: 所述的有機(jī)污染物為有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴或多氯聯(lián)苯。
7.按權(quán)利要求2所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于:所述步驟I)中極性溶劑為乙腈，甲醇，乙酸乙酯。
8.按權(quán)利要求2或3所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于:索氏抽提采用的極性有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、醋酸或乙酸乙酯。
9.按權(quán)利要求3所述的分子印跡固相萃取技術(shù)-電位法聯(lián)用檢測有機(jī)污染物的方法，其特征在于:所述非極性溶劑為:二氯甲烷，正丁醇或正己烷。
【文檔編號】G01N27/26GK103776879SQ201410072967
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】秦偉, 黎四霞, 梁榮寧, 姚瑞清 申請人:中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所