黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料及其应用制造技术

本发明专利技术属食品检测材料技术领域，涉及黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF‑6分子印迹材料及其应用。采用多孔芳香族骨架PAF‑6作为支撑载体，使用悬挂聚合法，使功能单体丙烯酰胺分布在PAF‑6的内部和表面。华法林钠用作替代模板，在聚合的过程中华法林钠不仅可以通过氢键作用与丙烯酰胺结合在一起，而且通过芳环与PAF‑6形成

【技术实现步骤摘要】
黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料及其应用
本专利技术属食品检测材料
，涉及黄曲霉毒素分子印迹材料，尤其涉及黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料及其应用。
技术介绍
粮食在生长，收割，晾晒，储存的过程中，在合适的温度，湿度和底物水分活度的影响下，极其容易被真菌污染，这些真菌会产生结构不同的次级代谢产物---真菌毒素。真菌毒素的高稳定性，富集性，特异性和相加协同性的特点，使得真菌毒素极难被身体代谢，真菌毒素对人类和牲畜的健康具有严重威胁。真菌毒素的种类很多，其中较为常见的真菌毒素有：玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)，黄曲霉毒素(Aflatoxins,AFs)，赭曲霉毒素A(OchratoxinA，OTA)等。不同的毒素具有不同的毒性，黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉产生的最常见和具有剧毒的毒素。其生产受生态和环境因素(包括：高温，高湿度和底物水分活度)的影响。当黄曲霉毒素通过食物链被摄入或吸入生物体内时，它将增加生物体的致癌、致畸和致突变活性。AFs有20多种类型，其中最突出的有4种类型(AflatoxinB1，B2，G1，G2)。几种真菌毒素的结构式如下所示：因此，各国对黄曲霉毒素的含量检测都非常重视。如何对这些真菌毒素进行大规模的常规检测具有重要的意义。目前针对谷物中ZEN，AFs(AFB1，AFB2，AFG1，AFG2)和OTA的检测定量方法主要有液相色谱法(荧光检测器)，液相色谱-质谱联用法，毛细管电泳法，酶联免疫吸附法，表面增强拉曼散射法等。在检测之前，必须对样品进行前处理，以免复杂的基质对仪器造成污染，影响仪器检测的灵敏度和精确度。因此，针对谷物，选择合适的样品前处理手段用于分离和富集复杂基质中的ZEN，AFs和OTA非常重要。分子印迹技术(Molecularlyimprintedtechnology，MIT)作为选择性萃取、富集和分离的识别工具近年来已得到关注和应用。由此科研工作者合成了大量的分子印迹聚合物(Molecularimprintedpolymers，MIPs)，已经有众多研究将MIPs与SPE相结合，将MIPs作为SPE柱中的分离介质，实现对各种复杂基质的分离与富集。由于谷物中的真菌毒素成分更为复杂，更难以分离，用于谷物中的真菌毒素分离与富集的分子印迹聚合物报道不常见。因此，探索合成新型分离介质作为SPE中柱填料，用于谷物中的真菌毒素的高效分离与富集是目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料，实现对黄曲霉毒素的高选择性富集，便于对谷物中黄曲霉毒素进行准确定量、定性检测。针对表面分子印迹聚合物(Surfacemolecularimprintedpolymers，SMIPs)一个重要问题是采用何种材料作为聚合物层包裹的核。为实现本专利技术目的，本专利技术筛选各种新型材料，最终筛选多孔芳香族骨架(Porousaromaticframework，PAF)做为载体，以华法林钠作为AFs的替代模板，在其表面合成印迹聚合物层，使得印迹位点分布在材料表面，制得黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料。在此基础上，利用SMIPs与SPE相结合，制备新型分离介质用于SPE柱的柱填料，从而对谷物中痕量的AFs进行特异性分离富集，然后结合高效液相色谱法(荧光检测器)进行分析。具体技术方案如下：通过如下方法制备而成，华法林钠(1)将PAF-6和丙烯酰胺加入到无水乙醇中超声混合均匀，加入华法林钠，继续超声，然后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)和偶氮丁腈(AIBN)，通氮气，搅拌加热反应，反应结束后，过滤并在真空箱中烘干得粉末物PAF-6@SMIPs模板。所述AIBN用量为EDMA和丙烯酰胺质量和的2％。(2)洗脱华法林钠将获得的PAF-6@SMIPs模板使用滤纸包好，然后将其装入索氏提取器中，使用甲醇对聚合物进行洗脱，使用紫外-可见分光光度计对洗脱液检测，直到未出现吸收峰为止，说明PAF-6@SMIPs已经洗脱干净。将PAF-6@SMIPs洗脱至中性，以免影响后续实验结果。将洗脱后的PAF-6@SMIPs在烘箱中干燥。通过扫描电子显微镜，红外光谱和粒径分析对合成的PAF-6@SMIPs的表面形貌和内部结构进行表征。随后通过等温吸附和吸附速率，探究PAF-6@SMIPs的吸附性能，运用Langmuir和Freundlich拟合，伪一级和伪二级拟合探究PAF-6@SMIPs的吸附机理。将PAF-6@SMIPs作为SPE柱的分离介质，优化SPE柱的各项参数性能，进行加标回收实验，建立方法，确定方法的检出限，定量限和线性范围。SPE用于分离和富集不同的样品基质时，分离介质的选择是极其重要的，合适的分离介质能够对目标物质拥有更好的分离效果。将本申请自制PAF-6@SMIPs的作为SPE柱材料与IAC同时对实际样品进行处理，检验所制备的PAF-6@SMIPs作为分离介质用于固相萃取中的效果，效果见实施例。本专利技术原理：以PAF-6作为支撑结构，采用悬挂聚合法制备PAF-6@SMIPs，将PAF-6与丙烯酰胺(功能单体)相接触，此时，溶液中既含有游离的丙烯酰胺，又有一部分进入PAF-6的孔道中，这样聚合反应既能发生在PAF-6的孔道内部，又能够发生在孔道的外部。随后加入的华法林钠也会进入PAF-6的孔道中，此时，华法林钠与丙烯酰胺之间有氢键和离子偶极力的相互作用，而且由于PAF-6内部丰富的芳香基团，能够与华法林钠之间产生π-π相互作用。这就促使了这几种分子之间的结合会更加牢固，在聚合过程中，形成的固定位点也会分布更加均匀。流程图如图1所示。本专利技术创新点如下：(1)以多孔芳香族骨架PAF-6作为支撑，华法林钠作为AFs的替代模板，使用悬挂聚合的方法将聚合物层包裹在PAF-6表面，制备新型的分离介质PAF-6@SMIPs，用作SPE柱的柱填料，用于谷物中AFB1，AFB2，AFG1，AFG2的同时分离和富集；(2)采用悬挂聚合的方式，使印迹层分布于支撑材料PAF-6的内部和表面(PAF-6@SMIPs)，材料的利用率更高。(3)优化自制SPE柱的各项参数，开发了高灵敏度，高精密度，且具有特异选择性的前处理方法，结合HPLC-FD对粮食中四种黄曲霉毒素进行定量检测；对四种黄曲霉毒素进行加标实验，其回收率在73.67-116.9％之间，RSD值在1.47-10.18％之间，小于国标中要求的15％。与IAC比较，本专利技术PAF-6@SMIPs柱制备简单，保存条件仅为室温，能够重复性使用，对四种黄曲霉毒素能同时分离和富集。解决了当前IAC处理方法中的价高，单次使用，保存条件苛刻等问题。将其应用于实际样品中，在保证检测结果准确高效的情况下，降低检测成本，为替代商业IAC柱提供了可能，有利于真菌毒素检测的普及。附图说明图1为本专利技术PAF-6@SMIPs的制备和SPE流程图。图2为SEM电镜图，其中，A：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料，其特征在于，通过如下方法制备而成，/n（1）将PAF-6和丙烯酰胺加入到无水乙醇中超声混合均匀，加入华法林钠，继续超声，然后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）和偶氮丁腈（AIBN），通氮气，搅拌加热反应，反应结束后，过滤并在真空箱中烘干得粉末物PAF-6@SMIPs模板；/n（2）洗脱华法林钠/n将获得的PAF-6@SMIPs模板使用滤纸包好，然后将其装入索氏提取器中，使用甲醇对聚合物进行洗脱，使用紫外-可见分光光度计对洗脱液检测，直到未出现吸收峰为止；将PAF-6@SMIPs洗脱至中性，干燥得到PAF-6@SMIPs。/n

【技术特征摘要】
1.黄曲霉毒素多孔芳香族骨架PAF-6分子印迹材料，其特征在于，通过如下方法制备而成，
（1）将PAF-6和丙烯酰胺加入到无水乙醇中超声混合均匀，加入华法林钠，继续超声，然后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）和偶氮丁腈（AIBN），通氮气，搅拌加热反应，反应结束后，过滤并在真空箱中烘干得粉末物PAF-6@SMIPs模板；
（2）洗脱华法林钠
将获得的PAF-6@SMIPs模板使用滤纸包好，然后将其装入索氏提取器中，使用甲醇对聚合物进行洗脱，使用紫外-可见分光光度计对洗脱液检测，直到未出现吸收峰为止；将PA...

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