分子印迹聚合物的制备及其在贝类软骨藻酸检测中的应用

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软骨藻酸(Domoic acid,DA)是一种记忆丧失性贝类毒素,可通过食物链富集到水生动物特别是贝类中。DA可引起记忆丧失、昏迷甚至死亡,且目前无解毒剂。贝类中DA的检测主要是基于液相色谱或液质联用方法,如HPLC、HPLC-MS等,但由于样品基体复杂,干扰因素多,样品前处理步骤繁琐、耗时。分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers,MIPs)是一种对目标分子具有高效识别功能的高分子材料,且耐酸碱、有机溶剂,可重复使用。因此,本文分别以乳液聚合法和沉淀聚合法制备了DA-MIPs,将其用于花蛤中DA检测的样品前处理中。具体内容如下:(1)采用DA的结构近似物1,3,5-戊烷三羧酸(PTA)代替价格昂贵的DA为模板分子,以4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、Span 80和Tween 80为乳化剂,通过乳液聚合法制备了DA-MIPs。经优化,当PTA用量为0.25 mmol、4-VP用量为1 mmol、EGDMA用量为7.5mmol、AIBN用量为80 mg、Span 80和Tween 80各加100μL时,混合物在60 o C下搅拌18 h可制得对DA具有最佳吸附性能的MIPs,印迹因子2.1。扫描电镜(SEM)结果表明,MIPs粒径在180 nm左右。吸附等温曲线和Scatchard分析表明,MIPs对DA的最大表观吸附容量达到1294.4μg g-1,解离常数为13.53 mg L-1。MIPs对DA的吸附在30 min内基本达到饱和。将此MIPs作为吸附剂应用于贝类DA检测的样品前处理中,经HPLC-UV检测,DA的加标回收率为93.098.7%,相对标准偏差(RSD)在2.25.2%之间。MIPs重复5次使用后,吸附容量仍然保持95%以上。因此,所制备的MIPs可以用于花蛤DA检测时对样品DA的富集和分离中。(2)以油酸改性的Fe3O4纳米粒子为磁核,利用沉淀聚合法合成了磁性分子印迹聚合物(MMIPs)。实验对Fe3O4磁性粒子、功能单体和交联剂的用量等参数进行优化,得到最佳制备条件为:50 mg Fe3O4、PTA:4-VP:EGDMA的摩尔比为1:6:20、DMF溶剂20 mL、AIBN引发剂0.1 g,在60oC下搅拌12 h,可制备相应的MMIPs和MNIPs,其印迹因子为1.9。MMIPs的粒径约350 nm;MMIPs和MNIPs的最大表观吸附容量分别为1418.4μg g-1和695.3μg g-1,解离常数分别为12.21 mg L-1和10.94 mg L-1;MMIPs对DA的吸附在20min内基本达到平衡;室温下MMIPs的饱和磁化强度为10.1 emu g-1,可在磁铁作用下与溶液快速分离。将MMIPs作为吸附剂,结合HPLC对花蛤样品中DA进行快速检测,加标回收率为80.592.1%,RSD在2.79.2%。MMIPs重复使用5次其对DA的吸附性能仍达到90%以上。因此,所制备的MMIPs可以用于对花蛤中DA的富集和分离,以实现对DA的快速检测。综上所述,本论文利用分子印迹技术制备了DA-MIPs和DA-MMIPs,这两种材料均表现出对溶液中DA良好的特异吸附性能,尤其是具有磁性的DA-MMIPs,实现了对样品中DA的快速富集和分离,为实现贝类中DA的快速检测奠定了基础。
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