一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料及其制备方法和应用，该磁性分子印迹材料是通过如下方法制备得到的：(1)磁性纳米粒子Fe

Magnetic molecular imprinting material for identifying chlorophyll and preparation method and application thereof

The invention provides a magnetic molecular imprinting material for identifying chlorophyll, a preparation method and an application thereof, wherein the magnetic molecularly imprinted material is prepared by the following method: (1) magnetic nanoparticle Fe

【技术实现步骤摘要】
一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料、分析化学
，具体的说涉及一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料及其制备方法和应用，。
技术介绍
农药在作物和环境中的蓄积和残留一直是威胁人类食品安全和健康的重要来源之一。为了增加世界粮食的生产量，现代农业广泛使用化肥和农药。其中农药的使用种类繁多，包括有机磷(OOPs)，有机氯(OCPs)和拟除虫菊酯类杀虫剂等。大量使用这些农药的后果便是这些化学物及其代谢产物在水和土壤等环境中残留和富集，并通过食物链最终进入人体。许多研究已经证明，部分农药具有致癌性，细胞毒性，遗传毒性，致突变性，致畸性和免疫损伤等，而高毒和剧毒的农药即使含量极低也会对非靶标生物和人类的健康存在危害。因此作物和环境中的农药残留监测也就成为了保障人类健康的必要手段。有鉴于此，农药残留检测已经成为食品安全例行监测中重要的一环。准确测定农药残留量，监控其在规定的残留限量范围内，是当前保障食品安全和避免贸易纠纷的有效手段。2014年8月1日，食品中农药最大残留限量新国标GB2763-2014实施，较此前标准分别增加了65种农药、43种食品及1357项限量指标，约91％的限量等同或严于国际食品法典标准。因此建立农产品中痕量农药残留的准确、灵敏的检测技术，进而对农产品质量安全风险评估提供大数据支持，以及保障国民健康均具有重要意义。农药残留分析的常用方法有很多种：如气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、色谱-质谱联用(GC-MS/MS，UPLC-MS/MS)、免疫分析法、毛细管电泳分析等。大部分的方法在检测过程中还需要进行前处理，目前报道的前处理技术有液液萃取、基质固相分散、单液滴微萃取、固相萃取和分散固相萃取等。尤其值得一提的是2003年美国农业部开发的一种突破性的样品制备方法，简化了农药分析中样品制备步骤，即QuEChERS方法。目前，此方法在欧盟和美国被广泛使用。不过研究者发现其局限性是：QuEChERS方法中使用的石墨化炭黑(GCB)不仅对平面结构的分子如叶绿素有很强的吸附作用，可以去除基质中的色素杂质，而且对同样具有平面结构的农药分子也有很强的吸附能力，从而降低其回收率。而平面结构的农药并不少，常见的有多菌灵，百菌清，部分三嗪类除草剂和氨基甲酸酯类杀虫剂等。二者之间存在矛盾，若增加GCB的用量则除尽叶绿素的同时会显著降低平面结构农药的回收率，若减少GCB的用量兼顾平面结构农药的回收率则叶绿素去除不完全而出现高色素农产品样品中最常见的严重的基质干扰问题，两种情况都会影响农药残留量的准确定量。因此，需要开发一种可选择性吸附叶绿素，而对平面结构农药无吸附的新吸附材料，以弥补石墨化炭黑的不足。近些年，分子印迹材料(MIPs,molecularlyimprintedpolymers)在固相萃取和传感器制备等方面发挥了重大作用，引起了人们的广泛重视。一般而言，分子印迹技术是指以某一特定的目标分子为模板，制备对该分子有特异选择性识别的聚合物的技术。该技术已经广泛运用在众多领域，然而目前报道的适用于农药检测的分子印迹材料通常均为专一性检测某种农药分子(即模板分子)或结构相近的化合物，运用在农产品安全检测中时无法实现多种类的农药多残留检测。
技术实现思路
本专利技术首先提供了一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)磁性纳米粒子Fe3O4的合成：将六水合物氯化铁(FeCl3·6H2O)和四水合物氯化亚铁(FeCl2·4H2O)分别溶于水中，然后两者混合并通入氮气保护；取水和氨水倒入烧瓶中，置于30-40℃水浴锅中，搅拌并通氮除氧，然后加入上述FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O的混合水溶液，搅拌1-2h，反应完成后将得到的黑色物质用磁铁分离，用水洗涤、，干燥，得到磁性纳米粒子Fe3O4；(2)基丙烯酸(MAA)对磁性纳米粒子Fe3O4表面进行修饰：将上述磁性纳米粒子Fe3O4分散于第一有机溶剂中，加入MAA，搅拌反应20-30h；反应完成后，将得到的修饰好的Fe3O4用磁铁分离，用水和乙醇分别洗涤、干燥，得到MAA表面修饰的磁性纳米Fe3O4颗粒；(3)磁性分子印迹材料Fe3O4@MIP的合成：将上述MAA表面修饰的磁性纳米Fe3O4颗粒分散于第二有机溶剂中，称取含卟啉环类化合物模板分子和功能单体也溶于第二有机溶剂中，超声20-50min后两者混合，再超声20-50min；向混合液中加入交联剂和引发剂，通入氮气2-7min后，密封容器；在40-70℃下水浴摇床，自由基聚合反应16-30h；反应完成后，将得到的分子印迹聚合物用磁铁分离，分别用水和第三有机溶剂洗涤，最后至PH值6-7，干燥，得到Fe3O4@MIP。其中优选的方案为：步骤(1)中FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O的摩尔比是1：(1.5-2.5)；所述氨水浓度为25％-28％(质量比)，水和氨水的添加比例为(10-25)：1(体积比)；其中步骤(2)中所述的第一有机溶剂为甲醇、乙醇或甲苯中的一种；所述Fe3O4磁性纳米粒子在第一有机溶剂中的浓度为10-30mg/mL；所述MAA和第一有机溶剂的体积之比为(2-5)：10；其中步骤(3)中所述的第二有机溶剂为乙腈、乙醇或甲苯中的一种；所述的含卟啉环类化合物模板分子为叶绿素、血晶素或四苯基卟啉；所述的功能单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、对乙烯基苯甲酸、2-(三氟甲基)丙烯酸中的一种或多种；所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述的引发剂为偶氮二异丁腈；所述MAA修饰的Fe3O4磁性纳米粒子在第二有机溶剂中的浓度为5-7mg/mL；所述卟啉环类化合物在第二有机溶剂中的浓度为3-10μmol/mL，所述功能单体在第二有机溶剂中的浓度为12-40μmol/mL，所述交联剂在第二有机溶剂中的浓度为60-200μmol/mL，所述引发剂在第二有机溶剂中的浓度为3-10μmol/mL；所述的第三有机溶剂为乙腈、甲醇或甲醇乙酸混合液中的一种；另外优选的方案中，在步骤(1)中所述FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O的混合水溶液在加入水和氨水的混合液中时，是边搅拌边逐滴加入的，其中搅拌的速率为400-800rpm/min；这样可以得到分散性良好、粒径均匀适中的磁性纳米粒子Fe3O4；步骤(2)中，为了得到均匀分散并均匀地将磁性纳米粒子Fe3O4表面修饰MAA，搅拌第一有机溶剂、磁性纳米粒子Fe3O4和MAA混合物时要均匀，搅拌的速率为500-1000rpm/min。本专利技术还提供了一种由上述方法制备得到的识别叶绿素的磁性分子印迹材料Fe3O4@MIP。本专利技术的识别叶绿素的磁性分子印迹材料用于农产品农药残留检测时的用途，其用于吸附叶绿素，去除干扰。本专利技术所提供的分子印迹材料为磁性纳米仿生识别材料，有特异性强的识别位点和较好的吸附性能，吸附速率快、吸附容量大、稳定性能较好，可实现对高色素农产品样品中叶绿素干扰物的高效选择性识别和吸附，而对目标平面结构农药无吸附，一举解决了目前主流的叶绿素吸附剂GCB对二者无选择性吸附的难题。针对高叶绿素含量的农产品样品，将本专利技术所提供的识别叶绿素的磁性分子印迹材料和QuEChERS方法相结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)磁性纳米粒子Fe

【技术特征摘要】
1.一种识别叶绿素的磁性分子印迹材料的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)磁性纳米粒子Fe3O4的合成：将FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O分别溶于水中，然后两者混合并通入氮气保护；取水和氨水倒入烧瓶中，置于30-40℃水浴锅中，搅拌并通氮除氧，然后加入上述FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O的混合水溶液，搅拌1-2h，反应完成后将得到的黑色物质用磁铁分离，用水洗涤、，干燥，得到磁性纳米粒子Fe3O4；(2)甲基丙烯酸对磁性纳米粒子Fe3O4表面进行修饰：将上述磁性纳米粒子Fe3O4分散于第一有机溶剂中，加入MAA，搅拌反应20-30h；反应完成后，将得到的修饰好的Fe3O4用磁铁分离，用水和乙醇分别洗涤、干燥，得到MAA表面修饰的磁性纳米Fe3O4颗粒；(3)磁性分子印迹材料Fe3O4@MIP的合成：将上述MAA表面修饰的磁性纳米Fe3O4颗粒分散于第二有机溶剂中，称取含卟啉环类化合物模板分子和功能单体也溶于第二有机溶剂中，超声20-50min后两者混合，再超声20-50min；向混合液中加入交联剂和引发剂，通入氮气2-7min后，密封容器；在40-70℃下水浴摇床，自由基聚合反应16-30h；反应完成后，将得到的分子印迹聚合物用磁铁分离，分别用水和第三有机溶剂洗涤，最后至PH值6-7，干燥，得到Fe3O4@MIP；其中所述的第一有机溶剂为甲醇、乙醇或甲苯中的一种；所述的第二有机溶剂为乙腈...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈珊珊，邾静静，聂冬霞，臧洋洋，殷玥，开振鹏，
申请(专利权)人：上海市农业科学院，
类型：发明
国别省市：上海,31