轻质碳酸钙表面印迹聚合物及其合成方法和应用技术

本发明专利技术属于分析化学领域，公开了一种轻质碳酸钙表面印迹聚合物及其合成方法和应用。本发明专利技术采用天然多孔材料轻质纳米碳酸钙作为载体，使用华法林作为玉米赤霉烯酮的替代模板，丙烯酰胺与乙二醇二甲基丙烯酸酯分别为功能单体与交联剂，在偶氮二异丁腈的引发下合成CaCO

【技术实现步骤摘要】
轻质碳酸钙表面印迹聚合物及其合成方法和应用
本专利技术属于分析化学领域，涉及一种轻质碳酸钙表面印迹聚合物及其合成方法和应用。
技术介绍
真菌毒素种类繁多，包括玉米赤霉烯酮毒素(Zearalenone,ZEN)、黄曲霉毒素(Aflatoxins,AFs)、赭曲霉毒素、呕吐毒素等。真菌毒素存在范围广泛，在玉米、小麦、大豆、大米、燕麦等粮食作物中均有可能存在。在粮食的种植、运输、存储以及加工阶段，在一定的温度和湿度条件下，粮食作物会产生ZEN等真菌毒素。但是由于ZEN等具有很强的热稳定性，在一般的烹饪过程中(如煎、炸、蒸、煮)很难被降解或破坏，所以这些毒素被加工为食物或饲料后，通过直接或间接的方式进入人体内并在体内进行累积。由于具有高的致畸、致癌性质，低浓度水平的ZEN等真菌毒素也会对人体造成极大的危害。已有研究报道证明ZEN属于一种内分泌干扰物，它会与雌激素受体相互结合，还会与类固醇发生相互作用。ZEN的存在也是导致女孩性早熟的原因之一。同时ZEN具有遗传和生殖毒性，会对DNA造成损伤。而且ZEN会对肝功能有一定影响；促进雌激素依赖性肿瘤，引起消化道炎症。由于ZEN的广泛存在和其低含量高毒性的特性，不同的国家、地区和组织制定了ZEN在粮食中的限量标准，其中我国的限量标准不得高于60μgkg-1。目前关于ZEN的报道中，对ZEN的检测定量方法主要有液相色谱-荧光检测器联用法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法以及薄层色谱法。这些检测方法利用ZEN和样品基质在色谱上的不同保留时间不同，而对ZEN进行分离，然后使用荧光或质谱检测器对ZEN进行定量检测，但是由于实际粮食样品中的ZEN含量为痕量级别，且样品基质非常复杂，实际样品的提取液会含有很多杂质和干扰物质。这不仅会对检测时，首先要对样品进行前处理，对样品中的ZEN进行分离和富集，减少样品基质对检测的干扰。对样品中ZEN的检测常用的前处理手段主要包括：固相萃取法(SolidPhaseExtraction,SPE)，液液萃取法(Liquid-LiquidExtraction,LLE)，免疫亲和层析法。SPE利用了目标物质和干扰物质之间在固定相填料和洗脱溶液中的保留能力不同，从而达到对目标物质和干扰物质分离的目的，但是对于含有复杂基质的粮食样品中的痕量ZEN，由于SPE柱的选择性不足，所以其提取效果仍然不能够满足要求。LLE又被称为溶剂萃取，其原理是利用混合溶液中不同组分在溶剂中的分配系数或溶解度不同，目标物质在两相中进行重新分配，从而达到对目标组分的分离与富集。LLE所需的操作装置简单，且只需寻找合适的萃取溶剂即可，但是其操作繁琐费时，而且在萃取过程中需要使用大量的有机溶剂，对环境不友好，不符合绿色化学的理念。免疫亲和层析法利用抗原-抗体间的高选择亲和能力对样品中的目标物质进行分离提取的方法即为免疫亲和层析法，方法中利用了抗原-抗体间的亲和能力达到了对目标组分高性能的分离与富积。使用IAC对样品进行前处理仍然具有一定的局限性，IAC的单价较为昂贵，而且需要低温保存且只能够单次使用，这些因素即导致在一些经济不发达或欠发达的地区使用IAC用于食品中ZEN的前处理仍然具有一定的困难。所以需要一种材料对粮食中的痕量ZEN前处理过程中，既能降低样品基质的干扰，对ZEN具有选择能力，能够对痕量的ZEN进行选择性的分离与富集，而且操作使用简便，省时省力，经济环保。分子印迹聚合物(MolecularlyImprintedPolymers,MIPs)是一种采用分子印迹技术所合成的具有选择识别能力的高分子聚合物。有研究将MIPs与μ-SPE技术相结合，用于对复杂样品进行前处理除去样品基质的干扰。虽然MIPs具有良好的选择性、重复性等优点，但是传统的MIPs仍具有一些不足有待改进，传统的MIPs的合成多为本体聚合、沉淀聚合以及悬浮聚合等手段，合成后的传统MIPs模板分子会随机分布于聚合物的内部与表面，而存在于聚合物内部的模板分子由于位置的关系，难以去除，需要更多时间移除内部的模板分子，如果模板分子未去除完全，会对分离的结果与效率产生影响，也会造成模板分子的浪费，这些不足限制了MIPs发展与使用。表面分子印迹聚合物(SurfaceMolecularlyImprintedPolymers，SMIPs)相较于传统MIPs具有更好的吸附性能，更高的传质速率，更短的吸附平衡时间等优势，用于前处理操作中能加快目标物质的分离与提取。轻质纳米碳酸钙是天然多孔材料，所以将其与表面分子印迹聚合物相结合对粮食中的ZEN等真菌毒素进行前处理具有很好的前景，目前未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种轻质碳酸钙表面印迹聚合物，实现绿色环保、高效地对粮食中的ZEN等真菌毒素进行富集收集前处理。为实现本专利技术目的，本专利技术采用纳米轻质碳酸钙作为载体材料，使用ZEN结构类似物华法林作为替代模板，丙烯酰胺(AM)与乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)分别为功能单体与交联剂，在偶氮二异丁腈(AIBN)引发下通过沉淀聚合合成CaCO3@MIPs。具体技术方案如下：(1)称取烘干的CaCO3于三口烧瓶中，加热条件下，搅拌并逐滴加3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌反应，反应结束后，分别加入丙烯酰胺和乙醇，超声混合，之后加入华法林超声反应，形成预聚物。然后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈，乙醇，混合均匀后，置于油浴锅中反应，反应结束后，抽滤并烘干过夜，得CaCO3@MIPs-template。(2)模板分子的洗脱将干燥后的CaCO3@MIPs模板用甲醇乙酸混合溶液和索氏提取器洗脱，洗脱完毕后，烘干得到CaCO3@MIPs。在CaCO3@MIPs合成中，模板与功能单体的比例会影响MIPs的吸附量，合成中模板比例过大，会造成模板分子与功能单体形成的预聚物不完全，合成的MIPs识别位点不足，影响MIPs对目标物质的选择性识别；但合成过程中模板的比例过小，功能单体过剩，可能会导致MIPs无法合成。通过实验得知，当华法林与AM的摩尔比例为1:5时，合成的MIPs对华法林的吸附量最大。合成CaCO3@MIPs中，载体材料CaCO3过多会造成剩余的CaCO3裸露，导致MIPs包裹不完全，影响CaCO3@MIPs的吸附性能；CaCO3用量过少，会导致外围MIPs聚合程度过高，影响CaCO3@MIPs的传质速率。当使用1gCaCO3参加1mmol的模板分子聚合反应时，合成的CaCO3@MIPs吸附量最大。优选合成条件：华法林：AM：EDMA＝1:5:30；每1mmol的华法林添加1gCaCO3。选用甲醇:水(3:7,V/V)作为CaCO3@MIPs的淋洗溶液。选取乙腈作为CaCO3@MIPs的洗脱溶液。CaCO3@MIPs作为吸附剂与柱辅助固相萃取技术相结合，可以应用于粮食中ZEN等真菌毒素的富集收集前处理。本专利技术优点：1、制得的CaCO3@MIPs粒度大小均匀，绿色环保，价格低廉，通过CaCO3@MIPs静态与动态吸附实验，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质碳酸钙表面印迹聚合物，其特征在于，通过如下方法制备而成：/n（1）称取烘干的CaCO

【技术特征摘要】
1.一种轻质碳酸钙表面印迹聚合物，其特征在于，通过如下方法制备而成：
（1）称取烘干的CaCO3于三口烧瓶中，加热条件下，搅拌并逐滴加3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌反应，反应结束后，分别加入丙烯酰胺和乙醇，超声混合，之后加入华法林超声反应，形成预聚物；然后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈，乙醇，混合均匀后，置于油浴锅中反应，反应结束后，抽滤并烘干过夜...

【专利技术属性】
技术研发人员：何娟，许红，宋立新，黄志鹏，李媛媛，游利琴，王慧格，张云霞，许鹏飞，
申请(专利权)人：河南工业大学，河南水利与环境职业学院，
类型：发明
国别省市：河南;41