有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法及其应用技术

有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法，其采用反相乳液‑悬浮聚合的方法，将功能单体与磁性微粒超声分散制成反相乳液，在聚合前用功能单体对磁性微粒进行包裹，将此反相乳液作为悬浮聚合的分散相，对模板分子进行印迹，使聚合物包裹于磁性微粒表面，解决了高粘度功能单体在悬浮聚合过程中难以分散成球的问题，同时也解决了磁性微粒与油性单体和聚合物相容性的问题。所得有机胂类磁性分子印迹聚合物对目标分子有很高的吸附性和选择性，在外部磁场的作用下，分离迅速，操作简单，实现了复杂基质中有机胂类药物的选择性分离，提高了分离效率和样品前处理的回收率。能够更好地对饲料和动物性食品中有机胂类兽药的残留进行监测。

Preparation method and application of organic magnetic molecular imprinting polymer

Preparation method of organic arsenic magnetic molecularly imprinted polymer and its using method inverse emulsion suspension polymerization, functional monomer and magnetic particles made of ultrasonic dispersion in inverse emulsion polymerization with functional monomers on magnetic particles were wrapped, the inverse emulsion suspension polymerization as the dispersed phase of imprinting of the template molecule so, the polymer coated on magnetic particles to solve the problem of high viscosity of the functional monomer in the polymerization process to disperse into the ball, but also solve the magnetic particles and oily monomer and polymer compatibility problems. Organoarsenical magnetic molecularly imprinted polymer of the adsorption and high selectivity to the target molecule in the external magnetic field, separation speed, simple operation, to achieve the selective separation of organoarsenical drugs in complex matrix, improve the separation efficiency and the recovery rate of sample processing. It is better to monitor the residue of organic arsenic pesticide in feed and animal food.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分析化学领域，具体的说是一种有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备及其在动物性食品中有机胂类兽药残留分析时样品前处理方面的应用。
技术介绍
有机胂类饲料添加剂在国内外被广泛用于畜禽生产，不仅可以提高饲料转化率，降低养殖成本，还可以杀死肠道致病菌，促进营养物质吸收与转化。美国食品药品监督管理局最早于1964年允许胂制剂应用于鸡饲料，1983年正式批准用作猪和鸡的促生长剂。我国于1993年批准该药用鸡和猪饲料的使用，1996年批准了洛克沙胂的使用。由于其具有抗菌和促生长作用，被美国、日本和中国等多个国家所使用。由于有机胂类在动物体内吸收较少，排出较快，蓄积量少，被认为基本是无毒的。但大剂量的添加有机胂类药物对动物仍有一定的毒副作用。如在饲料中添加正常使用量10倍量的有机胂类药物，3-6周后猪即出现肌肉震颤，共济失调等中毒症状，以至继发死亡。大量使用有机胂类制剂，不仅可导致其在畜产品内残留，还可转化为无机砷污染环境。据估测，一个万头猪场使用阿散酸饲料5-8年即可向周围环境排放1吨砷。由上可见，滥用有机胂类饲料会导致周围土壤和水源的砷含量超标，砷元素会在环境中日积月累，造成生态环境严重破坏，并可通过食物链对人体健康造成危害。根据我国农业部235号公告，阿散酸和洛克沙胂作为饲料添加剂药物，在肉、蛋和肝、肾中的残留量不得超过0.5mg/kg和2mg/kg。目前，对于动物源食品中有机胂类残留的检测方法主要有紫外分光光度法、微生物法、液相色谱法和液相色谱-质谱联用法等方法。上述方法，虽然灵敏度高，检测能力强，但如果样品的前处理做的不好的话，将对检测结果产生较大影响，也就是说：样品的前处理是影响分析结果准确性的关键因素。固相萃取法是常用的样品分离和纯化的前处理方法，其主要依靠非特异性作用力吸附目标物，吸附性和选择性较差，而磁性分子印迹聚合物（MagneticMolecularlyImprintedPolymers，MMIPs）对目标分子有很高的吸附性和选择性，在外部磁性作用下，分离迅速，操作简单。近年来，以磁性微粒为载体的表面分子印迹技术逐渐发展起来，磁性微粒具有超顺磁性和较高的比表面积，在靶向给药，免疫分析和固定化酶等领域应用广泛。将分子印迹技术与磁性微粒相结合，在磁性微粒表面进行分子印迹，合成MMIPs，具有超顺磁性、模板分子易洗脱、结合容量高和识别效果好等两者共同的优点。MMIPs常用于从复杂基质中选择性识别、分离和富集目标化合物，是分子印迹技术发展的一个重要方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是：通过反相乳液-悬浮聚合的方法，将聚合物包裹在磁性微粒表面，制备一种有机胂类磁性分子印迹聚合物，来更好地对饲料和动物性食品中有机胂类兽药的残留进行监测。为了实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法，制备步骤如下：（1）取可溶性铁盐溶解于100mL的超纯水中，在通入氮气保护下，采用超声波对溶液进行混匀，制得同摩尔浓度Fe3+和Fe2+溶液，且均为0.05-0.2mol/L的混合溶液，然后向混合溶液中依次加入的氨水和油酸，每100mL超纯水添加氨水和油酸的量分别为8-15mL和0.5-3.0mL，将所得混合溶液于90℃条件下进行加热反应1-2h，反应结束后，过滤，对所得滤渣先用去离子水冲洗至中性，再用无水乙醇清洗2-4次，清洗后将滤渣置于温度为50-80℃的真空干燥箱内干燥至恒重，得磁性微粒，备用；（2）取步骤（1）制得的1.0g磁性微粒和功能单体10-15mol，溶解于10-30mL水中，超声处理15min混匀，得到混合溶液A，然后，按照每100mL甲醇1-1.5g的添加比例，取乳化剂溶解于甲醇中，得到混合溶液B，之后，按照混合溶液A和混合溶液B体积比为10:1-3的比例，将混合溶液A加入到混合溶液B中，超声处理10min混匀，得到混配溶液，之后，按照混配溶液中每100mL甲醇0.1-0.4g的添加比例，向混配溶液中加入过硫酸铵，将所得混合溶液在氮气保护下，以200-400r/min的速度在室温下进行搅拌2h，得到反相乳液A，备用；（3）取0.2g引发剂溶解于1-5mL甲醇中，向其中加入1.0mol的交联剂和1.0-5.0mol的功能单体，搅拌均匀后，进行超声震荡10min，向所得的混合溶液中加入步骤（2）中制得的反相乳液A，超声处理10min后，得到反相乳液B，备用；（4）取1mol的模板分子和2-6mol的功能单体，溶解于100mL甲醇中，超声处理10min混匀后，放入4℃冰箱内进行预聚合8-12h，得到预聚合体系；（5）按照反相乳液B与预聚合体系体积比为10:1的比例，取步骤（3）制得的反相乳液B加入到步骤（4）制得的预聚合体系中，充分混合后，通入氮气10min，置于60-80℃条件下进行反应12-15h，制得聚合物颗粒，备用；（6）分别采用丙酮、乙醇和水对步骤（5）制得的聚合物颗粒进行反复洗涤，然后，采用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶液进行索氏抽提，期间定时对新流出的提取液进行取样，并采用高效液相色谱分析取样得到的提取液中模板分子的含量，直至提取液中无模板分子时停止索氏提取，然后，将聚合物颗粒置于70℃温度条件下烘干至恒重，即得对有机胂类具有识别能力的磁性分子印迹聚合物。在步骤（1）中，所述的可溶性铁盐为FeCl3和FeSO4的水合物，或FeCl3和FeCl2的水合物，或Fe2(SO4)3和FeSO4的水合物。在步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）中，所述的功能单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、N-1-苯乙基丙烯酰胺、N-烯丙基-2-羟基苯甲酰胺、1-苯基-3-甲基-1H-吡唑-5-基-丙烯酸酯、9-乙烯基腺嘌呤、1-苯基-3-甲基-4-甲基丙烯酰基-5-吡唑酮、3-氨基苯硼酸、吡咯、邻苯二胺、对氨基苯硫酚、N，O-双异丁烯酰乙醇胺、N，O-双异丁烯酰丝氨醇、N，O-双甲基丙烯酰-L-天冬氨酸、N，O-双甲基丙烯酰-L-谷氨酸、N，O-双甲基丙烯酰-L-组氨酸、N，O-双甲基丙烯酰-L-亮氨酸、N，O-双甲基丙烯酰-L-赖氨酸、N，O-双甲基丙烯酰-L-缬氨酸、N，O-双甲基丙烯酰-L-色氨酸以及其他的N，O-双甲基丙烯酰氨基酸衍生物中的一种或几种。在步骤（2）中，所述的搅拌速度为300r/min。在步骤（3）中，所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、马来松香丙烯酸乙二醇酯和四乙基氧硅烷中的至少一种。在步骤（4）中，所用的模板分子为阿散酸、洛克沙砷、卡巴胂和硝苯砷酸中的一种。有机胂类磁性分子印迹聚合物在动物性食品中有机胂类兽药残留的分析和应用方法，具体步骤为：（1）将浓度为1000μmol/L的有机胂类药物标准溶液分别加入到三份均质后的样品中，使三份样品中有机胂类药物的浓度分别为250μg/kg、500μg/kg和1000μg/kg；（2）分别对三份样品进行匀浆处理，从三份匀浆后的样品中各取5g作为试样，将三份试样分别放入装有25mL甲醇的离心管中，并对离心管中的混合物进行超声破碎和涡旋混合各10min，离心15min，并取上清液，然后，向离心本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）取可溶性铁盐溶解于超纯水中，在通入氮气保护下，采用超声波对溶液进行混匀，制得Fe3+和Fe2+摩尔浓度相同，且均为0.05‑0.2mol/L的混合溶液，然后，按照每100mL超纯水中添加8‑15mL氨水和0.5‑3.0mL油酸的比例，向混合溶液中依次加入氨水和油酸，之后，将所得混合溶液于90℃条件下进行加热反应1‑2h，反应结束后，过滤，对所得滤渣先用去离子水冲洗至中性，再用无水乙醇清洗2‑4次，清洗后将滤渣置于温度为50‑80℃的真空干燥箱内干燥至恒重，得磁性微粒，备用；（2）取功能单体10‑15mol以及步骤（1）制得的磁性微粒1.0g溶解于10‑30mL水中，超声处理15min混匀，得到混合溶液A，然后，按照每100mL甲醇1‑1.5g的添加比例，取乳化剂添加于甲醇中，得到混合溶液B，之后，按照混合溶液A和混合溶液B体积比为10:1‑3的比例，将混合溶液A加入到混合溶液B中，超声处理10min混匀，得到混配溶液，之后，按照混配溶液中每100mL甲醇0.1‑0.4g的添加比例，向混配溶液中加入过硫酸铵，将所得混合溶液在氮气保护下，以200‑400r/min的速度在室温下进行搅拌2h，得到反相乳液A，备用；（3）取0.2g引发剂溶解于1‑5mL甲醇中，之后，向其中加入1.0mol的交联剂和1.0‑5.0mol的功能单体，搅拌均匀后，进行超声震荡10min，之后，向所得的混合溶液中加入步骤（2）中制得的反相乳液A，超声处理10min后，得到反相乳液B，备用；（4）取1mol的模板分子和2‑6mol的功能单体溶解于100mL甲醇中，超声处理10min混匀后，放入4℃冰箱内进行预聚合8‑12h，得到预聚合体系；（5）按照反相乳液B与预聚合体系体积比为10:1的比例，取步骤（3）制得的反相乳液B加入到步骤（4）制得的预聚合体系中，充分混合后，通入氮气10min，之后，置于60‑80℃条件下进行反应12‑15h，制得聚合物颗粒，备用；（6）分别采用丙酮、乙醇和水对步骤（5）制得的聚合物颗粒进行反复洗涤，然后，采用体积比为9:1的甲醇‑乙酸混合溶液进行索氏抽提，期间定时对新流出的提取液进行取样，并采用高效液相色谱分析取样得到的提取液中模板分子的含量，直至提取液中无模板分子时停止索氏提取，然后，将聚合物颗粒置于70℃温度条件下烘干至恒重，即得对有机胂类具有识别能力的磁性分子印迹聚合物。...

【技术特征摘要】
1.有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）取可溶性铁盐溶解于超纯水中，在通入氮气保护下，采用超声波对溶液进行混匀，制得Fe3+和Fe2+摩尔浓度相同，且均为0.05-0.2mol/L的混合溶液，然后，按照每100mL超纯水中添加8-15mL氨水和0.5-3.0mL油酸的比例，向混合溶液中依次加入氨水和油酸，之后，将所得混合溶液于90℃条件下进行加热反应1-2h，反应结束后，过滤，对所得滤渣先用去离子水冲洗至中性，再用无水乙醇清洗2-4次，清洗后将滤渣置于温度为50-80℃的真空干燥箱内干燥至恒重，得磁性微粒，备用；（2）取功能单体10-15mol以及步骤（1）制得的磁性微粒1.0g溶解于10-30mL水中，超声处理15min混匀，得到混合溶液A，然后，按照每100mL甲醇1-1.5g的添加比例，取乳化剂添加于甲醇中，得到混合溶液B，之后，按照混合溶液A和混合溶液B体积比为10:1-3的比例，将混合溶液A加入到混合溶液B中，超声处理10min混匀，得到混配溶液，之后，按照混配溶液中每100mL甲醇0.1-0.4g的添加比例，向混配溶液中加入过硫酸铵，将所得混合溶液在氮气保护下，以200-400r/min的速度在室温下进行搅拌2h，得到反相乳液A，备用；（3）取0.2g引发剂溶解于1-5mL甲醇中，之后，向其中加入1.0mol的交联剂和1.0-5.0mol的功能单体，搅拌均匀后，进行超声震荡10min，之后，向所得的混合溶液中加入步骤（2）中制得的反相乳液A，超声处理10min后，得到反相乳液B，备用；（4）取1mol的模板分子和2-6mol的功能单体溶解于100mL甲醇中，超声处理10min混匀后，放入4℃冰箱内进行预聚合8-12h，得到预聚合体系；（5）按照反相乳液B与预聚合体系体积比为10:1的比例，取步骤（3）制得的反相乳液B加入到步骤（4）制得的预聚合体系中，充分混合后，通入氮气10min，之后，置于60-80℃条件下进行反应12-15h，制得聚合物颗粒，备用；（6）分别采用丙酮、乙醇和水对步骤（5）制得的聚合物颗粒进行反复洗涤，然后，采用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶液进行索氏抽提，期间定时对新流出的提取液进行取样，并采用高效液相色谱分析取样得到的提取液中模板分子的含量，直至提取液中无模板分子时停止索氏提取，然后，将聚合物颗粒置于70℃温度条件下烘干至恒重，即得对有机胂类具有识别能力的磁性分子印迹聚合物。2.根据权利要求1所述的有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述的可溶性铁盐为FeCl3和FeSO4的水合物，或FeCl3和FeCl2的水合物，或Fe2(SO4)3和FeSO4的水合物。3.根据权利要求1所述的有机胂类磁性分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：在步骤（2）、步骤（3）和步骤（4）中，所述的功能单体均为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆周，张曦雯，李道敏，李少觐，刘二伟，陈秀金，王耀，高红丽，曹力，李松彪，侯玉泽，吕璞，金东亮，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41