交链孢酚分子印迹聚合物的合成、性能研究及固相萃取柱的制备

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背景:交链孢酚(Alternariol,AOH)是常见的一种链格孢霉毒素(Alternaria toxins),致癌作用强,膳食暴露水平高,是欧盟当局明确的监管候选毒素。欧盟正着手制定AOH的限量标准,我国也制定了AOH的推荐检测标准。分子印迹固相萃取技术(Molecular imprinted solid phase extraction,MISPE)作为当前食品检测中应用较多的前处理技术,能实现对复杂基质中目标物的预纯化和预浓缩,避免复杂基质的过多干扰与有机溶剂的大量使用,在提高检测方法的特异性与推动便携式现场检测的发展方面具有较强的优势。目的:本研究通过计算机模拟筛出AOH分子印迹聚合物(Molecular imprinted polymers,MIPs)合成的优选功能单体,设计合成平价的AOH替代模板,将优化制得的MIPs制成AOH固相萃取柱以纯化分离待检食品中AOH,获得简单、快速的前处理技术方案,为AOH的便携式检测方法的构建奠定基础。方法:化学合成AOH的替代模板,计算机辅助模拟筛出优选功能单体,以两者为原材料经本体聚合制备AOH-MIPs,通过平衡吸附实验获得AOH-MIPs的平衡吸附容量与印迹因子(Imprinting factor,IF)两个评价指标,并用其验证替代模板在合成AOH-MIPs中的适用性。从功能单体、交联剂两个维度对AOH-MIPs的制备工艺进行优化,用静态吸附、动态吸附、特异性吸附以及选择性吸附实验评价AOH-MIPs的吸附性能,筛出对AOH特异性吸附强,吸附容量大的AOH-MIPs制成固相萃取柱,构建分子印迹固相萃取联用高效液相色谱-荧光检测法(High performance liquid chromatography-fluorescence detection,HPLC-FLD)的AOH检测方法,并通过加标回收实验与柑橘样本检测评价其精密度与稳定性。结果:成功合成与AOH结构相似的小分子化合物DST-5与DSM-1,并以DST-5为替代模板与计算机辅助模拟优选的功能单体MAAM经本体聚合法制得6种MIPs,其中4种MIPs的IF>1,且MMIP-4与MMIP-1的IF分别达到2.33与2.18,表明DST-5作为AOH的替代模板可以合成能对AOH进行特异性吸附的MIPs。AOH-MIPs的聚合体系优化实验显示DEAM是比4-vp、HEMA与MAAM都相对理想的功能单体,以n(DEAM):n(EGDMA)=1:20的聚合体系能制备出颗粒外观均匀、吸附性能优良的MIPs,是相对较好的聚合体系。基于此聚合体系制备的DMIP-8的平衡吸附容量为0.48 mg/g,IF为1.90,在特异性吸附AOH的同时能有效避免结构类似物AME、ALT与非结构类似物ZEN的干扰,具备良好的特异性吸附与选择性吸附能力,可作为AOH固相萃取柱填料。用DMIP-8制备的固相萃取柱能有效吸附磷酸盐缓冲液中溶解的AOH,在7.5-480μg/kg质量浓度内的加标回收率为83.51-103.66%,RSD(n=6)<5%,质量浓度与吸收峰面积之间线性关系良好(R~2=0.999),检出限为1.88μg/kg(S/N=3),定量限为7.5μg/kg。对柑橘样本加标回收以验证检测方法的适用性,在30-150μg/kg浓度范围内AOH的回收率在86.44-95.33%之间,RSD(n=6)<5%。结论:以DST-5作替代模板,DEAM作功能单体合成的DMIP-8对AOH有良好的特异性吸附能力与选择性吸附能力,且吸附容量大,是AOH分子印迹固相萃取柱的优选填料。以DMIP-8为填料制备的AOH固相萃取柱在7.5-480μg/kg的质量浓度范围内能选择性吸附柑橘样品中的AOH,加标回收率稳定,对柑橘样品中的AOH定量检测有适用性。
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