纳米Fe3O4表面印迹磁微粒制备及其磁萃取应用

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样品前处理技术作为食品、环境、生物和日化用品等实际复杂样品中有毒有害物质的分离富集与分析的关键技术,一直备受关注。近年来,新发展起来的磁固相萃取作为复杂样品中低含量组分提取的方法,由于其分离快速、回收率高、有机溶剂用量少等特点,在样品前处理应用中得到了广泛关注和快速发展。该方法中,功能化复合磁微粒的选择直接决定着样品的分离富集效率,所以,选择一种高效的吸附磁材料在磁固相萃取中十分重要。本文将分子印迹技术应用于表面复合磁材料的制备中,获得兼具分子印迹聚合物特异性分子识别选择性能和磁性物质磁响应性的磁性分子印迹聚合物微粒,并将其作磁固相萃取的吸附介质,用于实际日化产品的样品前处理和分离分析。制备的磁性分子印迹聚合物,采用红外光谱、热重分析、X射线衍射和磁性分析等方法进行表征,通过优化萃取条件,建立染发剂样品中低含量质控组分快速高效的磁固相萃取-高效液相色谱分离分析方法,该方法简单快速、选择性好、灵敏度高。主要内容包括如下:(1)以1-萘酚为模板分子,制备了核壳分子印迹聚合物磁微粒,并采用红外光谱法、X射线衍射光谱法、磁滞回线分析和热重分析法等进行表征。优化了萃取条件,将磁微粒材料作为吸附剂应用于染发剂样品中1-萘酚和2-萘酚的磁固相萃取,并通过高效液相色谱分析,建立了染发剂中萘酚类物质的高选择性的分离分析方法。实验结果显示,染发剂中的1-萘酚和2-萘酚在0.02-25 mg kg-1浓度范围内,线性关系良好(R2≈1),检测限(S/N=3)均为0.006 mg kg-1,日内日间精密度小于9.3%,符合染发剂样品中萘酚类物质定量分析的要求。(2)分别在纳米Fe3O4表面进行SiO2和MPS双重修饰,再以对氨基苯酚为模板,在修饰的纳米Fe3O4表面进行分子印迹聚合物合成,制备出对氨基苯酚分子印迹的磁性聚合物微粒。对该磁微粒进行物理形貌、热稳定性以及化学结构表征,应用于染发剂中氨基苯酚类物质的磁固相萃取。通过优化吸附时间、上样体积、解析时间、洗脱剂种类、洗脱剂体积、溶液酸度和盐度等磁萃取条件,建立了染发剂中氨基苯酚类物质的MSPE-HPLC分离分析方法。实验结果表明,实际样品中对氨基苯酚和间氨基苯酚分别在0.06-50 mg kg-1和0.08-50 mg kg-1浓度范围内线性关系良好(R2分别为0.9989和0.9983),检测限(S/N=3)分别为0.018和0.024 mg kg-1,日内日间精密度良好(RSD小于7.7%),为染发剂样品中氨基苯酚类的分离分析提供了新方法。(3)以对氨基苯酚为模板分子,制备出对氨基苯酚分子印迹的磁性聚合物。以对氨基苯酚和间氨基苯酚两种常见的氨基苯酚类物质为目标物,分别考察对氨基苯酚分子印迹的磁性聚合物对两种物质的吸附动力学和吸附热力学行为,实验结果与动力学模型、等温吸附曲线模拟型吻合,表明这种对氨基苯酚分子印迹磁性聚合物对两种氨基苯酚类物质的吸附性能的优越性。
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