一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针及其制备方法和应用。本发明专利技术以罗红霉素为模板分子，通过将分子印迹材料与表面富含羟基的固体基质进行硅烷化反应，将分子印迹材料键合至固体基质表面制备固相微萃取探针。该固相微萃取探针可直接对多种复杂基质中的大环内酯类抗生素进行高选择性和高富集能力萃取。萃取后的固相微萃取探针可在常压敞开的条件下，直接对探针中富集的化合物进行电喷雾质谱分析，具有理想的灵敏度和重现性。

【技术实现步骤摘要】
一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针及其制备方法和应用
本专利技术属于化学领域，具体涉及一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针及其制备方法和应用。
技术介绍
大环内酯类抗生素(Macrolideantibiotics，MALs)包括红霉素、螺旋霉素、克拉霉素、罗红霉素、交沙霉素、阿奇霉素等，其共同特点是分子内具有大环结构，同时兼具内酯结构。该类抗生素抗菌谱广、吸收后在体内分布广、组织浓度高、且半衰期长，较容易在动物性食品中以原形或其代谢产物的形式蓄积、贮存下来。目前，大环内酯类抗生素是应用范围较为广泛，不仅在人类临床医学和畜禽养殖业中作为治疗药物被人们广泛使用，而且还被越来越多地作为饲料添加剂。但是，使用不合理或过量的使用会在环境、动物性食品中造成残留，最后通过食物链进入人体，危害人体的健康。近年来，动物源食品中大环内酯类抗生素残留的分析检测是公认的热点问题之一。高效液相色谱-串联质谱是常用的方法，然而，该方法前处理步骤繁琐，耗时耗力，制约了分析检测速度，另外一个分析难点是大环内酯类抗生素的紫外响应极低，食品中的残留量常常处于痕量水平，故常规的液相方法或分光光度法很难满足检测需求。因此，需合成选择性好、富集倍数高的材料对痕量的大环内酯类抗生素进行富集浓缩，降低基质效应来满足检测要求。固相微萃取(SPME)技术将采样、萃取、富集和进样4个步骤合于一体，将其与质谱联用，可简单高效地为痕量组分进行定性定量分析。该技术通过物理或化学合成方法，在固体基质表面制备具有吸附萃取性能的涂层，从而实现目标分析物高效分离、富集和浓缩。SPME具有样品用量小、选择性高等优点，其涂层材料的性质决定了萃取的容量、选择性和灵敏度。常压敞开式质谱(AmbientMS)是近年来新兴的一种无需或仅需很少样品前处理，能够在常压敞开条件下直接对样品中的目标物进行离子化的质谱分析技术。对于复杂食品基体中的痕量目标分析物而言，SPME与AmbientMS联用是一种直接有效的分析技术手段，可大幅度提高分析灵敏度、并减少基体效应，从而实现复杂食品体系中痕量有害物质残留的直接、快速、准确分析。基于以上技术优点，发展一种可直接用于复杂食品介质中大环内酯类抗生素高选择性和高富集能力萃取、并可以实现常压敞开电喷雾质谱分析的新型固相微萃取探针将具有很大的潜力，也具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种新型的对大环内酯类抗生素具有高选择性和高富集能力的固相微萃取探针及其制备方法和应用。本专利技术的第一个目的是提供一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针的制备方法。本专利技术的大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针的制备方法，包括以下步骤：将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶于有机溶剂中，将固体基质置于该溶液中，无水条件下100-120℃反应12-24h，反应后用乙醇洗涤，除去未反应的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，晾干制得表面改性的固体基质；其中，所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在有机溶剂中体积分数为2％-5％，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、甲苯或二氯甲烷；将罗红霉素溶于乙腈，再加入甲基丙烯酸聚合，在其中放入表面改性的固体基质，再向混合溶液中加入二甲基丙烯酸乙二醇酯、偶氮二异丁腈，氮气保护条件下50-100℃加热聚合反应6-24h，然后以体积分数10％-20％乙酸的甲醇溶液为洗脱液采用索氏提取去除罗红霉素，再用甲醇洗去残留乙酸，得到大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针；其中，所述的加热聚合反应的混合溶液中各组分比例如下，罗红霉素：乙腈：甲基丙烯酸：二甲基丙烯酸乙二醇酯：偶氮二异丁腈为0.001-0.005mmol：10-20mL：1-2mmol：1-3mmol：15-30mg。优选，所述的固体基质为木质纤维(木签)、竹质纤维(竹签)或经过表面处理的金属针，固体基质尖端直径为0.1-0.2mm。其中，以木质纤维、竹质纤维更优。本专利技术以罗红霉素为模板分子，通过表面分子印迹聚合法，在表面富含羟基的固体基质上进行热聚合反应，获得表面修饰分子印迹的大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针。本专利技术的第二个目的是提供利用所述的制备方法制备得到的大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针。本专利技术的第三个目的是提供所述的大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针的应用。优选，所述的应用是在检测大环内酯类抗生素中的应用。优选，所述的应用是在检测红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素、北里霉素、螺旋霉素等具有十四元到十六元大环内酯的抗生素中的一种或两种以上的混合物中的应用。本专利技术的大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针在对样品中目标物进行萃取后，可以作为固体基质，在常压敞开的条件下直接引导电喷雾离子化，进行质谱分析。优选，所述的应用，包括以下步骤：利用大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针对待测基质中的目标物进行萃取后，将探针固定在一个距离质谱入口5-15mm的位置，尖端对准质谱入口，并在探针上施加3.5-5kV的高压电场，然后将0.5-10μL的甲醇喷雾溶剂滴加在探针尖端位置上解吸出探针上富集的目标物，在常压敞开的条件下进行电喷雾质谱分析。优选，大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针对待测基质中的目标物进行萃取后，将探针固定在一个距离质谱入口10mm的位置，尖端对准质谱入口，并在探针上施加3.5kV的高压电场，然后将10μL的甲醇喷雾溶剂滴加在探针尖端位置上解吸出探针上富集的目标物，在常压敞开的条件下进行电喷雾质谱分析。该方法整合了固相微萃取探针和电喷雾质谱技术，将固相微萃取探针作为固体基质来诱导电喷雾离子化，实现了痕量大环内酯类抗生素残留的直接、快速、准确分析。方法学考察结果表明该方法具有良好的线性、重复性和准确度，可有效用于目标化合物的定量分析。本专利技术的固相微萃取探针表面分子印迹聚合膜以骨架较大的罗红霉素为模板分子制成，模板分子洗脱后，印迹位点带有负电荷的酯基，可与罗红霉素或其结构类似化合物的带有正电荷的季铵基团进行离子键结合，从而达到与目标化合物的特异性识别吸附，因此本专利技术的固相微萃取探针对大环内酯或其结构类似化合物具有很好的吸附能力和选择性，使得萃取过程的选择性和富集能力极强。本专利技术的固相微萃取探针可以用于直接检测痕量的大环内酯类抗生素。利用本专利技术的固相微萃取探针，可以针对多种复杂基质中的大环内酯类抗生素进行有效地萃取富集，富集能力可达数十至数千倍，且方法的线性良好，回收率高，重现性好。本专利技术的固相微萃取探针表面有大量空穴，是由于功能单体与交联剂通过共价与非共价键结合形成的三维空间立体结构，最后通过模板分子的去除所形成特定的空间结构以及功能基团来选择性萃取目标物，因此本专利技术的固相微萃取探针对大环内酯类抗生素具有很好的吸附能力和选择性。本专利技术的固相微萃取探针制作步骤简单，价格低廉，可作一次性使用，以有效防止交叉污染和记忆效应。该固相微萃取探针尤其适合用于复杂食品介质、环境及生物样品等的分析检测。附图说明图1是固相微萃取探针的制备过程示意图。图2是固相微萃取探针表面的电镜表征结果。图3是目标萃取物6种大环内酯类抗生素的结构示意图。图4是固相微萃取探针萃取纯水中六种大环内酯类抗生素后，分析所获得的质谱图。具体实施方式以下实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶于有机溶剂中，将固体基质置于该溶液中，无水条件下100‑120℃反应12‑24h，反应后用乙醇洗涤，除去未反应的γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，晾干制得表面改性的固体基质；其中，所述的γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在有机溶剂中体积分数为2％‑5％，所述的有机溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺、甲苯或二氯甲烷；b.将罗红霉素溶于乙腈，再加入甲基丙烯酸聚合，在其中放入表面改性的固体基质，再向混合溶液中加入二甲基丙烯酸乙二醇酯、偶氮二异丁腈，氮气保护条件下50‑100℃加热聚合反应6‑24h，然后以体积分数10％‑20％乙酸的甲醇溶液为洗脱液采用索氏提取去除罗红霉素，再用甲醇洗去残留乙酸，得到大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针；其中，所述的加热聚合反应的混合溶液中各组分比例如下，罗红霉素：乙腈：甲基丙烯酸：二甲基丙烯酸乙二醇酯：偶氮二异丁腈为0.001‑0.005mmol：10‑20mL：1‑2mmol：1‑3mmol：15‑30mg。

【技术特征摘要】
1.一种大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶于有机溶剂中，将固体基质置于该溶液中，无水条件下100-120℃反应12-24h，反应后用乙醇洗涤，除去未反应的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，晾干制得表面改性的固体基质；其中，所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在有机溶剂中体积分数为2％-5％，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、甲苯或二氯甲烷；b.将罗红霉素溶于乙腈，再加入甲基丙烯酸聚合，在其中放入表面改性的固体基质，再向混合溶液中加入二甲基丙烯酸乙二醇酯、偶氮二异丁腈，氮气保护条件下50-100℃加热聚合反应6-24h，然后以体积分数10％-20％乙酸的甲醇溶液为洗脱液采用索氏提取去除罗红霉素，再用甲醇洗去残留乙酸，得到大环内酯类抗生素高选择性固相微萃取探针；其中，所述的加热聚合反应的混合溶液中各组分比例如下，罗红霉素：乙腈：甲基丙烯酸：二甲基丙烯酸乙二醇酯：偶氮二异丁腈为0.001-0.005mmol：10-20mL：1-2mmol：1-3mmol：15-30mg。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的固体基质为木质纤维、竹质纤维或经过表面处理的金属针，固体基质尖端直...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨运云，刘耀慧，郭鹏然，杨秋霞，
申请(专利权)人：广东省测试分析研究所中国广州分析测试中心，
类型：发明
国别省市：广东,44