CN102500134A

CN102500134A - 分离拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱的制备方法及应用

Info

Publication number: CN102500134A
Application number: CN2011102983634A
Authority: CN
Inventors: 史西志; 孙爱丽; 李德祥; 刘菁华; 陈炯
Original assignee: Ningbo University
Current assignee: Ningbo University
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: CN102500134B

Abstract

本发明公开了一种拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱的制备方法及应用。拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱，其特征是以氯氰菊酯为模板分子、功能单体甲基丙烯酸和交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比1∶2～8∶10，通过本体聚合法获得拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物填充于聚丙烯固相萃取小柱中，得到拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱。本发明实现了对水产品及水环境样品中拟除虫菊酯类农药的高效选择性分离、富集及纯化。与液-液萃取、常规固相萃取相比，具有富集、净化效率高、有机溶剂消耗少等优点。

Description

分离拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及分析检测领域，具体指一种分离拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱的制备方法及应用。

背景技术

菊酯类农药是我国开发的第三代新型农药，由于具有高效、低毒等特性，被广泛应用于农业生产，但此类农药对鱼类、蟹类等水生生物具有较高的毒性，导致死亡率较高，对渔业生产造成巨大危害。同时，由于大规模使用化学农药所带来的环境问题日益严重，进入环境中的农药很容易随雨水形成的地表径流而进入河流或近岸海域，造成对近岸海域水环境的污染，最终导致市售水产品中该类农药出现超标现象，其残留给人类健康带来了巨大的威胁。因此，加强对近海环境及水产品中拟除虫菊酯类农药的监测，可有效的减少渔业水域中养殖生物中毒情况的发生，对保护近海生态环境、发展绿色养殖和保障食品安全具有重要意义。

在农药的分析检测中，固相萃取(Solid Phase Extraction，SPE)作为一种新型样品前处理技术，被广泛应用于农药残留分析中，正成为样品净化的主流方法。但是，传统的固相萃取材料主要为键合材料，如C8、C18等，选择性不强，在富集分析物的同时，不能较好的去除基质和干扰物质，从而影响最后的分析。虽然利用抗体的免疫亲和固相萃取技术具有较高的特异性，但是抗体具有制备复杂、耗时、稳定性差和对操作条件要求严格等缺点，其使用受到了较大的限制。因此，农药残留的检测，尤其是进行多残留成份的检测，迫切需要新型高效、制备简便、具有专一识别某一种或某一类分析物的填料基质。分子印迹技术是基于分子识别理论的一种模拟抗体-抗原相互作用，可获得在空间和结合位点上与某一或某一类分子相匹配的聚合物的技术，因此，基于分子印迹技术的分子印迹固相萃取(Molecularly imprinted solid phase extraction，MISPE)技术，具有高特异性与高选择性、制备简单、稳定性好和可重复使用等优点。利用MISPE对样品提取液进行选择性净化，与GC/GC-MS相结合，建立拟除虫菊酯类农药的快速提取、净化和富集于一体的样品前处理技术，可极大的缩短样品制备时间。同时，虽然MISPE技术已成功应用于多种农药残留的分离、纯化研究，但主要集中于单一农药的残留研究，多是基于单一目标化合物的特异性分离设计的，而水环境和水生生物中，拟除虫菊脂类农药多是以混合物的形式存在，因此开展拟除虫菊酯类农药多残留识别分子印迹聚合物的研究具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的现状提供一种对拟除虫菊酯类农药多残留具有高效选择性的分离拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱的制备方法，从而达到简单、快速、高效的实现水产品及水环境中拟除虫菊酯类农药多残留的选择性富集和纯化的目的。

本发明的另一个目的是利用上述拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱来分离、纯化、测定水环境中拟除虫菊酯类农药含量的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将模板分子氯氰菊酯、功能单体甲基丙烯酸和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比＝1∶2～8∶25，以偶氮二异丁腈作为引发剂，乙腈作为致孔剂，通过本体聚合法合成块状拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物；通过研磨筛分获得粒径为40～60μm的颗粒；

(2)通过索氏萃取除去所得颗粒中的模板分子，然后在110℃下热处理10h，消除模板分子的渗漏，获得能同时识别拟除虫菊酯类农药多残留的分子印迹聚合物；

(2)称取0.02～0.2g上述分子印迹聚合物，采用乙腈作为装柱匀浆液与所述的分子印迹聚合物混合均匀，得到匀浆液；在抽真空状态下，将匀浆液装入1～6ml聚丙烯固相萃取小柱内，最后盖紧筛板，即得到拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱；

其中，步骤(1)中引发剂与交联剂的比例为3～5mg/mmol；致孔剂与交联剂的体积比为1∶6～14；所述索氏萃取所使用的萃取溶剂为体积比为9∶1的甲醇与甲酸的混合溶液。

使用上述拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱进行拟除虫菊酯类农药多残留的检测方法，其特征主要包括以下步骤：

(1)将上述制备得到的拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱依次用乙腈1～10ml、20％乙腈水溶液1～10ml淋洗活化；

(2)取待检测水产品样品提取液和待检测水样品5～15ml上样至所述的分子印迹固相萃取小柱，上样速度为0.1～0.5ml/min；

(3)依次用去离子水1～10ml、体积比为2∶8的乙腈和水的混合溶液1～10ml淋洗固相萃取小柱，流速为0.1～0.5ml/min；

(4)最后用1～10ml体积比为9∶1的乙腈和甲酸的混合液洗脱，收集洗脱液；

(5)将洗脱液用氮气吹干后，用1.0ml体积比为9∶1的异辛烷和丙酮的混合液定容，然后采用气相色谱仪测定洗脱液中的拟除虫菊酯类农药的含量即为待检测水样品中拟除虫菊酯类农药的含量；

上述待检测水产品样品提取液的制备方法为：在5～10g待检测水产品样品中加入5～10ml体积比为2∶8的乙腈、水混合溶液，涡旋振荡2min，10000rpm离心5～10min，所得上清液即为待检测水样品提取液。

与现有技术相比较，本发明采用氯氰菊酯作为模板分子，制得的拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物是一种具有特定孔穴大小和功能基团的高分子聚合物，并通过筛选建立合适的固相萃取上样、淋洗、洗脱程序，获得可同时特异性识别拟除虫菊酯类农药多残留的分子印迹聚合物及固相萃取小柱，对拟除虫菊酯类农药表现出了较高的选择性和灵敏度，可用于食品及水环境中拟除虫菊酯类农药多残留的分离、富集和纯化。与以往的液液萃取法、常规固相萃取法等相比，具有富集、净化效率高、有机溶剂消耗少、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的GC-ECD气相色谱图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物的制备：

以氯氰菊酯作为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)作为交联剂，模板分子∶功能单体∶交联剂的摩尔比为1∶5∶25，将模板分子、功能单体、交联剂、引发剂和致孔剂一起加入到反应釜中，采用本体聚合法聚合后获得块状分子印迹聚合物。其中引发剂与交联剂的比例为4mg/mmol；致孔剂与交联剂的体积比为1∶10。

研磨筛分所得到的块状分子印迹聚合物，获得粒径40μm左右的颗粒，采用体积比为9∶1的甲醇甲酸混合溶液和甲醇通过索氏萃取除去模板分子，然后在真空干燥箱内110℃条件下热处理10h。

拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱的制备：

称取适量拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物0.020g，与0.5ml乙腈充分混合，得到的匀浆液填充于1ml聚丙烯固相萃取小柱空柱中，空柱的底端和填料的顶端分别装上超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)烧结筛板，盖紧筛板。分离拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱就制备好了。

将上述拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱应用于实际样品中拟除虫菊酯类农药多残留的选择性分离、富集、纯化，具体步骤如下：

(1)将上述制备的拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱依次用5ml乙腈和5ml 20wt％乙腈水溶液淋洗活化。

(2)取待检测水样品各15ml上样至分子印迹固相萃取小柱，上样速度为0.5ml/min。

(3)然后依次用1.0ml水、1.0ml体积比为2∶8的乙腈∶水混合溶液淋洗固相萃取小柱，流速为0.5ml/min。

(4)最后用3.0ml体积比为9∶1的乙腈、甲酸混合溶液洗脱，收集洗脱液。

固相萃取小柱性能分析评价

将洗脱液用氮气吹干后，以1.0ml体积比为9∶1的异辛烷、丙酮混合溶液定容，然后经0.22μm滤膜过滤后上样，采用GC-ECD法测定拟除虫菊酯类农药的含量，该含量即为待检测水样品中的拟除虫菊酯类农药的含量。

如图1所示，经GC-ECD分析(图1)，本实施例中的固相萃取小柱对拟除虫菊酯类农药多残留具有较好的选择性，对浓度均为0.05mg/L的联苯菊酯、苯醚菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯6种菊酯类农药的回收率分别为89.2％、87.1％、88.0％、92.9％、89.3％和93.6％，对其它类似物无特异性吸附性能。

实施例2

拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物的制备：

以氯氰菊酯作为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)作为交联剂，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比＝1∶2∶25，将模板分子、功能单体、交联剂、引发剂和致孔剂一起加入到反应釜中，采用本体聚合法聚合后获得块状分子印迹聚合物。其中引发剂与交联剂的比例为3mg/mmol；致孔剂与交联剂的体积比为1∶6。

将得到的块状分子印迹聚合物通过研磨筛分获得粒径大小50μm的颗粒，采用体积比为9∶1的甲醇、甲酸混合溶液和甲醇通过索氏萃取除去模板分子后，置于真空干燥箱内在110℃下处理10h，即得到拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物。

拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱的制备：

称取适量拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物0.06g，与1ml乙腈充分混合后得到的匀浆液填充于3ml聚丙烯固相萃取小柱空柱中作为填料，空柱的底端和填料的顶端分别装上超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)烧结筛板，盖紧筛板。

(1)将上述制备的拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱依次用2ml乙腈和2ml20wt％乙腈活化；

(2)取待检测水产品样品提取液5ml上样至分子印迹固相萃取柱，上样速度为0.5ml/min；

(3)依次用1.0ml水、1.0ml乙腈∶水(2∶8，v/v)溶液淋洗固相萃取小柱，流速为0.5ml/min；

(4)最后用3.0ml乙腈∶甲酸(9∶1，v/v)洗脱，收集洗脱液；

(四)固相萃取小柱性能分析评价

将洗脱液用氮气吹干后，以1.0ml异辛烷∶丙酮(9∶1，v/v)定容，0.22μm滤膜过滤后上样，采用GC-ECD法测定拟除虫菊酯类农药的含量。

其发明效果与实施例1相似。

实施例3

拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物的制备

以氯氰菊酯作为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)作为交联剂，按模板分子∶功能单体∶交联剂摩尔比＝1∶8∶25，将模板分子、功能单体、交联剂、引发剂和致孔剂一起加入到反应釜中，采用本体聚合法聚合后获得块状分子印迹聚合物。其中引发剂与交联剂的比例为5mg/mmol；致孔剂与交联剂的体积比为1∶16。

将获得块状分子印迹聚合物通过研磨筛分获得粒径大小60μm的颗粒，采用甲醇∶甲酸(9∶1，v/v)、甲醇通过索氏萃取除去模板分子，进一步将获得的分子印迹聚合物置于110℃处理10h。

拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱的制备

称取适量拟除虫菊酯类农药分子印迹聚合物0.200g，采用2ml乙腈作为匀浆液填充于6ml聚丙烯固相萃取小柱空柱中作为填料，空柱的底端和填料的顶端分别装上超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)烧结筛板，盖紧筛板。

(1)将上述制备的拟除虫菊酯类农药分子印迹固相萃取小柱依次用10ml乙腈和10ml20％乙腈水溶液活化；

(2)取待检测水产品样品提取液10ml上样至分子印迹固相萃取柱，上样速度为0.5ml/min；

(4)最后用3.0ml乙腈∶甲酸(9∶1，v/v)洗脱，收集洗脱液；

(四)固相萃取小柱性能分析评价

其发明效果与实施例1相似。

Claims

1.一种拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)称取0.02～0.2g上述分子印迹聚合物，采用0.5-2ml乙腈作为装柱匀浆液与所述的分子印迹聚合物混合均匀，得到匀浆液；在抽真空状态下，将匀浆液装入1～6ml聚丙烯固相萃取小柱内，最后盖紧筛板，即得到拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱；

2.使用如权利要求1所述的拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱进行拟除虫菊酯类农药多残留的检测方法，其特征主要包括以下步骤：

(1)将上述制备得到的拟除虫菊酯类农药的分子印迹固相萃取小柱依次用乙腈1～10ml、20wt％乙腈水溶液1～10ml淋洗活化；

(2)取待检测水产品样品提取液或待检测水样品5～15ml上样至所述的分子印迹固相萃取小柱，上样速度为0.1～0.5ml/min；

(5)将洗脱液用氮气吹干后，用1.0ml体积比为9∶1的异辛烷和丙酮的混合液定容，采用GC-ECD测定拟除虫菊酯类农药的含量；