雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法及應(yīng)用，以雙甲脒為模板分子，將模板分子溶解于乙腈和十二烷醇的混合溶液中，加入功能單體，低溫下預(yù)聚合，再加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，通氮?dú)夂笞⑷胍逊庾∠露说纳V柱空柱管中，將上端封口引發(fā)聚合后得到分子印跡整體柱。柱子經(jīng)甲醇-乙酸混合溶液洗脫未聚合的功能單體、致孔劑和模板分子后，可得到對雙甲脒具有良好吸附和富集效果的分子印跡整體柱。本方法與傳統(tǒng)本體聚合法相比，具有制備方法簡便、后處理簡單、識別性能好、成本低廉、所需儀器和反應(yīng)條件容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。本發(fā)明所提供的分子印跡整體柱可對食品中殘留的雙甲脒進(jìn)行分離和檢測。
【專利說明】雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分析化學(xué)領(lǐng)域，具體地說是一種雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法及其在食品中雙甲脒殘留分析方面的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]雙甲脒為廣譜殺螨劑，中等毒性，主要抑制單胺氧化酶的活性，具有觸殺、拒食和驅(qū)避作用，也有一定的內(nèi)吸、熏蒸作用，對葉螨科各發(fā)育階段的蟲體均有效，對于其他殺螨劑產(chǎn)生抗藥性的螨類也有效，且用藥后能長期控制害螨數(shù)量回升。雙甲脒廣泛應(yīng)用于防治果樹、蔬菜、茶葉、棉花、大豆和甜菜等作物上的害螨，對成螨、若螨和螨卵都有很強(qiáng)的觸殺作用和良好的穿透作用，也有一定的內(nèi)吸、熏蒸作用。對同翅目害蟲也具有良好的藥效，同時(shí)還可用于防治蚜蟲、棉鈴蟲、紅蛉蟲等害蟲。對蜂螨也有較好的防治效果，還用于牲畜體外蜱螨及其他害螨的防治作用，對牛、羊、豬、兔等體外寄生蟲，如螨、蜱、虱等的各階段蟲體也有極佳的殺滅效果。該藥的藥效長，曾在國內(nèi)外大量使用。但研究發(fā)現(xiàn)雙甲脒及其代謝產(chǎn)物對人體具有潛在的危害，會(huì)抑制呼吸、引起中樞神經(jīng)衰退和腎功能衰竭等問題，它可通過食物鏈的傳遞或經(jīng)皮膚吸收后引起中毒。因此世界上許多國家禁止雙甲脒在蜂螨防治上使用。但由于雙甲脒價(jià)格便宜，近年來國內(nèi)蜂農(nóng)使用雙甲脒防治蜂螨的趨勢逐年增加，造成蜂蜜中雙甲脒殘留量嚴(yán)重超標(biāo)，影響到我國的蜂蜜出口貿(mào)易和人體健康。為了控制食品中雙甲脒的殘留量，須對食品中雙甲脒的含量進(jìn)行分離和檢測，以確保食品安全。
[0003]檢測雙甲脒的常見方法有氣相色譜法、液相色譜法和氣相色譜一質(zhì)譜法。氣相色譜法需要對雙甲脒進(jìn)行衍生化，樣品處理過程比較繁瑣；氣相色譜-質(zhì)譜法儀器設(shè)備要求較高，價(jià)格昂貴，一般的實(shí)驗(yàn)室難以承受；而液相色譜法前處理相對簡單，但是需要購買特定的色譜柱，且價(jià)格相對較高，而生物性抗體的色譜柱雖能特異性地識別目標(biāo)分子，但抗體的制備過程復(fù)雜、成本高、制備周期長、對環(huán)境條件的耐受力較差。因此建立特異和快速的雙甲脒分析方法勢在必行。
[0004]分子印跡技術(shù)是一種能夠在空間和結(jié)合位點(diǎn)上與模板分子完全匹配的聚合物制備技術(shù)，具有構(gòu)效預(yù)定性、識別特異性和廣泛的實(shí)用性。分子印跡聚合物具有穩(wěn)定性和重復(fù)性好、性能穩(wěn)定、耐極端環(huán)境能力強(qiáng)、制備過程簡便及成本低廉等特點(diǎn)。因此，分子印跡聚合物廣泛用于固相萃取柱和色譜柱的填料。隨著分子印跡技術(shù)的發(fā)展，將分子印跡和色譜制備技術(shù)融于一體的分子印跡整體柱逐漸成為研究的熱點(diǎn)。整體柱通過有機(jī)或無機(jī)聚合方法在柱內(nèi)進(jìn)行原位聚合制備固定相，可大大減少裝填不均一所產(chǎn)生的分離性能和參數(shù)的差異。將分子印跡整體柱與液相色譜分析方法相結(jié)合可以方便、快捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行食品中低殘留的檢測，以提高我國食品中殘留物的分析檢測水平，確保食品安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的發(fā)展也具有十分重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有雙甲脒檢測技術(shù)的不足，采用原位聚合法制備出雙甲脒的分子印跡聚合物，進(jìn)而制備出對雙甲脒具有良好的識別性能，可用于食品中雙甲脒的仿生識別和選擇性吸附的雙甲脒分子印跡整體柱，該分子印跡整體柱具有識別性專一、檢測靈敏度高、吸附量高、制備過程簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]一種雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法，制備步驟為:
(1)將模板分子溶解于致孔劑中，加入功能單體，超聲處理5min混勻后，放入4°C冰箱進(jìn)行預(yù)聚合24h，得到預(yù)聚合體系；
所述的模板分子為雙甲脒，所述的致孔劑為體積比為1: 2-5的乙腈和十二烷醇組成的混合溶劑，所述的功能單體為甲基丙烯酸、三氟甲基丙烯酸、丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸酯中的任意一種或兩種的組合；所述模板分子和功能單體的摩爾比為1: 3-8，模板分子在致孔劑中的摩爾濃度為30mmOl/L-70mmOl/L ；
(2)向步驟I)制得的預(yù)聚合體系中加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，超聲處理5min，充分混勻后，通入氮?dú)?0min-30min，然后，將所得的混合溶液注入底端封閉的色譜柱空柱管中，并密封色譜柱的另一端，備用；
所述的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一種，且交聯(lián)劑的加入量為步驟I)所加功能單體摩爾量的5倍；所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲?；騈，N- 二甲基苯胺，加入量為步驟I)所加功能單體摩爾量的0.2-0.4倍；
(3)將步驟(2)制得的混合溶液置于20°C-80°C溫度條件下進(jìn)行引發(fā)聚合，聚合時(shí)間為12h-72h，得到分子印跡整體柱；
(4)將步驟(3)的分子印跡整體柱與平流泵連接，采用洗滌液對分子印跡整體柱進(jìn)行洗脫，期間定時(shí)對新流出的洗脫液進(jìn)行取樣，并用高效液相色譜法分析洗脫液中雙甲脒的含量，直至洗脫液中無雙甲脒時(shí)停止洗脫，然后密封保存，即得到雙甲脒分子印跡整體柱。
[0007]所述步驟3)中的引發(fā)溫度為30°C -40°C，聚合時(shí)間為20h_48h。
[0008]所述步驟4)中的洗脫液為甲醇-乙酸混合溶劑，所述的甲醇與乙酸的體積比為9:1,8: 2 或 7: 3。
[0009]有益效果
1.本發(fā)明所提供的分子印跡整體柱對雙甲脒具有良好的識別性能，可以用于食品中雙甲脒的仿生識別、選擇性吸附和檢測，以滿足復(fù)雜基質(zhì)中痕量殘留物檢測的需要。其制備過程簡單易行，穩(wěn)定性好，靈敏度高，較適合基層單位樣品檢測時(shí)使用。
[0010]2.本發(fā)明中的分子印跡整體柱與普通色譜柱相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
①所采用的分子印跡聚合物，具有制備簡便、快速、對極端環(huán)境耐受力強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0011]②所需材料易得，均為常用原料及試劑，價(jià)格低廉易得。
[0012]③分子印跡整體柱成本低廉，比其它色譜柱便宜，合成的聚合物后處理簡單，無需研磨和裝柱，后處理不會(huì)破壞聚合物的結(jié)構(gòu)，且所得整體柱固定相有大孔結(jié)構(gòu)可以保證傳質(zhì)速率快、柱壓較低。
[0013]④分子印跡整體柱對模板分子具有特異性識別能力，專一性強(qiáng)，檢測靈敏度高，整個(gè)制備過程簡單，省時(shí)省力，易于推廣和普及。
[0014]⑤本發(fā)明的分子印跡整體柱穩(wěn)定性較好，且所用各種物品均具有較長的保存期?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]以下實(shí)施例可使本專業(yè)技術(shù)人員全面理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0016]一種雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法，包括以下步驟:
(1)將模板分子溶解于致孔劑中，加入功能單體，超聲處理5min混勻后，放入4°C冰箱進(jìn)行預(yù)聚合24h，得到預(yù)聚合體系；
所述的模板分子為雙甲脒，所述的致孔劑為體積比為1: 2-5的乙腈和十二烷醇組成的混合溶劑，所述的功能單體為甲基丙烯酸、三氟甲基丙烯酸、丙稀酰胺、4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸酯中的任意一種或兩種的組合；所述模板分子和功能單體的摩爾比為1: 3-8，模板分子在致孔劑中的摩爾濃度為30mmOl/L-70mmOl/L ；
(2)向步驟(I)制得的預(yù)聚合體系中加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，超聲處理5min，充分混勻后，通入氮?dú)?0min-30min，然后，將所得的混合溶液注入底端封閉的色譜柱空柱管中，并密封色譜柱的另一端，備用；
所述的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一種，且交聯(lián)劑的加入量為步驟(I)所加功能單體摩爾量的5倍；所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲?；騈，N- 二甲基苯胺，加入量為步驟(I)所加功能單體摩爾量的0.2-0.4倍；
(3)將步驟(2)制得的混合溶液置于20°C-80°C溫度條件下進(jìn)行引發(fā)聚合，聚合時(shí)間為12h-72h，得到分子印跡整體柱；
(4)采用甲醇和乙酸混合液對步驟(3)得到的分子印跡整體柱進(jìn)行洗脫，期間定時(shí)對新流出的洗脫液進(jìn)行取樣，并分析洗脫液中雙甲脒的含量，直至洗脫液中無雙甲脒時(shí)停止洗脫，然后密封保存，即得到雙甲脒分子印跡整體柱。
[0017]所述步驟(3)中的引發(fā)溫度為30°C -40°C，聚合時(shí)間為20h_48h。
[0018]所述步驟4)中的洗脫液為甲醇和乙酸組成的混合溶液，且混合溶液中甲醇的體積百分比為70%-90%。
[0019]根據(jù)上述方法制備的雙甲脒分子印跡整體柱，可以用于樣品提取液中雙甲脒的測定，其使用方法為，將分子印跡整體柱(50mmX 4.6mm)與高效液相色譜儀的PEEK接頭連接好，設(shè)定流動(dòng)相的種類和比例為乙腈:水:質(zhì)量濃度為0.28%的氨水(79: 20: 1,V/V/V)，檢測波長289nm，進(jìn)樣量20// L，柱溫為室溫，流速lmL/min。
[0020]實(shí)施例1
(一)雙甲脒分子印跡整體柱的制備
稱取模板分子(雙甲脒)0.3mmol溶于6mL致孔劑乙腈和十二烷醇混合溶液(1: 2，V/V)中，加入功能單體甲基丙烯酸0.9mmol,于4°C冰箱放置24h，使單體與模板分子充分作用，完成預(yù)聚合過程，得到預(yù)聚合體系。然后依次加入交聯(lián)劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.5mmol和引發(fā)劑過氧化苯甲酰和N,N- 二甲基苯胺各0.18mmol,超聲5min后通入氮?dú)?0min,將混合溶液注入底端封閉的色譜柱空柱管中,然后密封柱的另一端。將所形成的混合溶液置于30°C下引發(fā)聚合24h，聚合結(jié)束后，開啟柱兩端的封口，蓋上篩板，旋緊色譜柱兩端的螺栓，接到平流泵上，用甲醇-乙酸混合液(7: 3，V/V)對整體柱進(jìn)行沖洗，期間定時(shí)對新流出的洗脫液進(jìn)行取樣，并用高效液相色譜法分析洗脫液中雙甲脒的含量，直至洗脫液中無雙甲脒時(shí)停止洗脫，然后密封保存，即得到雙甲脒分子印跡整體柱。空白分子印跡整體柱的制備除不加模板分子外，其他操作同上。
[0021](二)分子印跡整體柱的表征采用高效液相色譜法表征分子印跡整體柱的印跡效應(yīng)，測定雙甲脒的色譜條件為:分子印跡整體柱(50mmX4.6mm),流動(dòng)相為乙腈:水:0.28%氨水(79: 20: 1,V/V/V),檢測波長289nm，進(jìn)樣量20// L，柱溫為室溫，流速lmL/min。用丙酮測定死時(shí)間。
[0022]根據(jù)色譜測定的結(jié)果，計(jì)算模板分子印跡整體柱和空白分子印跡整體柱的容量因子，并計(jì)算分子印跡整體柱的印跡因子。容量因子(式中&為組分的保留時(shí)間，U為丙酮測定的死時(shí)間)，印跡因子IF=VAot (式中AipJmp分別為印跡柱和空白柱的容量因子，如表1所示。
[0023]表1分子印跡整體柱的容量因子和印跡因子

【權(quán)利要求】
1.雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法，其特征在于，制備步驟為: (1)、按照體積比為1:2-5的比例將乙腈和十二烷醇混合配制成混合溶劑，然后將雙甲脒溶解其中，之后加入功能單體，超聲處理5min混勻后，放入4°C冰箱中預(yù)聚合24h，得到預(yù)聚合體系； 所述的功能單體為甲基丙烯酸、三氟甲基丙烯酸、丙稀酰胺、4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸酯中的任意一種或兩種的組合；所述雙甲脒和功能單體的摩爾比為1:3-8，雙甲脒在混合溶劑中的摩爾濃度為30mmol/L-70mmol/L ； (2)向步驟(I)制得的預(yù)聚合體系中加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，超聲處理5min，充分混勻后，通入氮?dú)?0min-30min，然后將所得的混合溶液注入底端封閉的色譜柱空柱管中，并密封色譜柱的另一端，備用； 所述的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一種，且交聯(lián)劑的加入量為步驟(I)所加功能單體摩爾量的5倍；所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲?；騈，N- 二甲基苯胺，加入量為步驟(I)所加功能單體摩爾量的0.2-0.4倍； (3)將步驟(2)裝填好的色譜柱置于20°C-80°C溫度條件下進(jìn)行引發(fā)聚合，聚合時(shí)間為12h-72h，得到分子印跡整體柱； (4)采用洗滌液對步驟(3)得到的分子印跡整體柱進(jìn)行洗脫，期間定時(shí)對新流出的洗脫液進(jìn)行取樣，并用高效液相色譜法分析洗脫液中雙甲脒的含量，直至洗脫液中無雙甲脒時(shí)停止洗脫，然后密封保存，即得到雙甲脒分子印跡整體柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的引發(fā)溫度為30°C -40°C，聚合時(shí)間為20h-48h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙甲脒分子印跡整體柱的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中的洗脫液為甲醇和乙酸組成的混合溶液，且混合溶液中甲醇的體積百分比為70%-90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備的雙甲脒分子印跡整體柱在食品雙甲脒殘留分析檢測中的應(yīng)用。
【文檔編號】G01N30/56GK104198630SQ201410428364
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李道敏, 李兆周, 高紅麗, 曹力, 李智麗, 陳秀金, 侯玉澤, 李松彪, 張臘梅, 王慧娟, 王芳, 俞嘉偉, 唐淑閣 申請人:河南科技大學(xué)