CN105949390A - 一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料及其制备方法和应用。其制备方法如下：将一定比例的纳米二氧化硅、功能单体和少量表面活性剂混合为水相溶液，将一定比例的交联剂、致孔剂和引发剂混合为油相溶液，再将孔雀石绿加入水相或油相中，同时将水相或油相漩涡振荡混合均匀，放入水浴中反应一定时间，得到聚合物微球。用氢氟酸洗去二氧化硅，用溶剂洗去孔雀石绿后得到分子印迹微球。将其装入固相萃取柱中，可成功用于水产品中微量孔雀石绿的检测，本发明的制备方法以无机物为相界面，使用手摇即可形成稳定的微乳液，环境友好、制备方法简单、在加热聚合过程中也不会破乳，防止了聚合过程结块，得到的分子印迹材料成微球状，强度高，粒径可控。

Description

一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体是指一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料及其制备方法和应用。

背景技术

孔雀石绿，英文名malachite green，是一类三苯烷基染料，进入生物体中，常代谢为无色的隐色孔雀石绿，均属于难降解消除的多苯环结构。孔雀石绿常作为染料被用于制陶业、纺织业、皮革业、食品着色剂和细胞化学染色剂，1933年起其作为驱虫剂、杀虫剂、防腐剂在水产养殖业中使用，后曾被广泛用于预防与治疗各类水产动物的水霉病、鳃霉病和小瓜虫病。因其具有具有致癌、致畸和致突变等毒性[1,2]，因此在美国、日本、英国等许多国家已禁止将MG用于水产养殖业，我国农业部也于2002年将其列入《食品动物禁用的兽药及其化合物清单》。

在我国政府法规严控下，仍有部分不法养殖户违规使用孔雀石绿，导致市场上的水产品中检出孔雀石绿的报道不断。而国家食品药品监管总局2015年8月召开“2015年上半年食品安全抽检情况”新闻发布会表示，水产及水产制品的样品合格率仅为92.8%，其中部分样品检出孔雀石绿等禁限用农兽药。

分子印迹材料(Molecular imprinting polymers, MIPs)通过在聚合物中构建出对模板分子具有选择性的吸附位点，脱去模板分子后形成了空穴，可以避免其它物质对吸附位点的堵塞，从而实现对模板分子的特异性识别和富集。已有分子印迹材料用于孔雀石绿特异性吸附的文献，其制备方法有本体聚合、乳液聚合、分散聚合、沉淀聚合，其中本体聚合仅得到块状聚合物，需要经过碾磨得到印迹颗粒。碾磨会造成印迹颗粒在形状和尺寸上不均一，部分高亲和力的印迹位点被机械碾磨破坏，影响其特异性吸附能力。中国发明专利CN200710304752.7公开了一种分子印迹聚合物微球的制备方法，用悬浮乳液聚合法制备，得到的聚合物微球用于孔雀石绿吸附，测定的水产品中孔雀石绿含量为0.14-0.29ppm。CN200910078319.5用微流控的方法制备用于孔雀石绿吸附的分子印迹聚合物。CN201110365902.1采用喷流悬浮聚合法得到孔雀石绿分子印迹聚合物。以上乳液聚合形成的分子印迹材料粒径可控，但需使用大量表面活性剂或助乳化剂吸附在两相界面，会造成污染，干扰模板分子与聚合物形成识别位点，破坏特异性吸附。

皮克林乳液（Pickering emulsion）与常规的由表面活性剂稳定的乳液不同，是由吸附到两相界面的固体微粒稳定的乳浊液。因两相界面为无机非金属粒子，几乎无毒副作用；使用完毕后也无须后处理，环境友好。而由固体微粒、模板、致孔剂和高分子单体通过分子间作用力自组装形成的超分子网络体系将形成均匀理想的球形皮克林乳液液滴，经过交联固定后得到球形多孔吸附材料，在一定条件下除去模板后即得到对模板有特异性吸附能力的分子印迹材料。

2011年瑞典Lund大学的Ye率先利用皮克林乳液聚合制备MIPS（Chem. Commun.2011，47：10359-10361；Soft Matter，2012，8：7169-7176；Commun. 2012，66 :8198-8200；Journal of Hazardous Materials, 2015,289:28-37 ），其用含萘酚环和亚胺基的心得安及其类似物作为模板，甲基丙烯酸改性纳米二氧化硅，制备分子印迹材料。Hongxiang Ou等用壳聚糖粒子制备的磁性MIPS用于红霉素的吸附（Analytica Chimica Acta, 2015, 872:35-45）； Jiajia Yang将皮克林乳液制备的MIPS用于人尿中八种双酚化合物的测定（Engineering Journal, 2014，257：317-327）。Mengying Gan等将木质素粒子作为稳定剂制备水包油的皮克林乳液，自由基聚合得到直径在10-65m的微球，用于氯氟氰菊酯的吸附（Chemical Engineering Journal, 2015, 266: 299-308）。目前尚未有将皮克林乳液用于孔雀石绿分子吸附材料制备的报道。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种环境友好、制备方法简单、粒径可控的皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法；

本发明的另一目的在于提供皮克林孔雀石绿分子印迹材料的应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、在一容器中加入定量的纳米二氧化硅、功能单体、氢氧化钠溶液和表面活性剂溶液，混合均匀后得到水相溶液；

S2、称取一定量的交联剂，孔雀石绿，致孔剂和引发剂入另一容器中，混合均匀后得到油相溶液；

S3、将一定量的孔雀石绿加入水相或油相中，然后将水相溶液或油相溶液混合均匀，并得到稳定的分散液，将该分散液放入60°C水浴中加热12小时，并得到含有聚合物微球的混合物；

S4、用氢氟酸浸泡洗去含有聚合物微球的混合物中的二氧化硅，再用溶剂洗涤，直至HPLC测不出孔雀石绿及隐色孔雀石绿，即得到皮克林孔雀石绿分子印迹材料。

进一步地，S1中，纳米二氧化硅的粒径在1-50nm之间，纳米二氧化硅与功能单体的质量体积比为1000：1mg/ml，功能单体的种类包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯的一种或几种。

进一步地，氢氧化钠溶液的浓度为1-3mol/L，用量为功能单体的10%-50%。

进一步地，表面活性剂包括但不限于十二烷基硫酸钠，TX-100，聚乙二醇，脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或几种，用量为功能单体的1-5%。

进一步地，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，用量为功能单体的3-10倍，孔雀石绿用量为功能单体的0.01-1倍，致孔剂为甲苯，用量为功能单体的0.5-2倍。

进一步地，引发剂为偶氮二异丁腈，过氧化苯甲酰，过硫酸钾的一种或几种，用量为功能单体与交联剂总量的0.1%-5%。

进一步地，氢氟酸的浓度为10%-30%；洗涤溶剂为乙腈/甲醇/乙酸的一种或几种混合物，聚合物微球颗粒粒径为50-500µm。

上述方法制成的皮克林孔雀石绿分子印迹材料。

皮克林孔雀石绿分子印迹材料用于水产品中孔雀石绿的测定。

皮克林孔雀石绿分子印迹材料用于水产品中孔雀石绿的测定方法，包括以下步骤：

S51、将5克被测品用搅拌机打碎，匀浆，加入1.5mL硼氢化钾溶液搅拌后静置10min，加入10mL乙腈反复漩涡振荡提取三次得到乙腈提取液；

S52、将乙腈提取液通过加入500mg皮克林孔雀石绿分子印迹材料，再用3mL乙腈混合液洗脱，得到的洗脱液用HPLC检测，该乙腈混合液包括质量比为8：2的乙腈和醋酸铵溶液，醋酸铵溶液的浓度为0.1mol/L。

本发明的制备方法以无机物为相界面，使用手摇即可形成稳定的微乳液，环境友好、制备方法简单、在加热聚合过程中也不会破乳，防止了聚合过程结块，得到的分子印迹材料成微球状，强度高，粒径可控。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

在15mL具塞试管中称取粒径为10nm的纳米二氧化硅20毫克，功能单体0.27毫升，3M氢氧化钠溶液0.5mL，0.3%的TX-100溶液6mL，手摇混合均匀，此为水相溶液。另取15mL具塞试管加入乙二醇二甲基丙烯酸酯1.728mL，孔雀石绿10mg，甲苯200µL，偶氮二乙丁腈20mg，手摇混合均匀，此为油相溶液。将二者混合摇匀可得到均匀稳定的乳液。60°C水浴加热12小时后，得到聚合物微球沉在试管底部。用30%氢氟酸浸泡脱除二氧化硅，再用1:1的甲醇醋酸溶液洗涤至HPLC测不出孔雀石绿。得到粒径在50-200µm的孔雀石绿分子印迹微球。

实施例2

将实施例1中的氢氧化钠溶液浓度改成1M，表面活性剂改成0.1%的十二烷基硫酸钠溶液6mL，其它不变。

实施例3

将实施例1中的乙二醇二甲基丙烯酸酯用量改为3.5mL，孔雀石绿用量变为100mg，引发剂变为过硫酸钾20mg加入水相中，氢氟酸浓度改为10%，其它不变。

实施例4

将实施例1中的功能单体改为丙烯酸0.27mL，苯乙烯0.5mL，甲苯用量为500µL，其它不变。

实施例5

将实施例1中的孔雀石绿用量变为3mg，表面活性剂改为0.05%的脂肪醇聚氧乙烯醚5mL，其它不变。

实施例6

将实施例1中的功能单体改为丙烯酸0.5mL，苯乙烯0.5mL，孔雀石绿用量改为20mg，乙二醇二甲基丙烯酸酯用量改为1.2mL，其它不变。

实施例7

将实施例1中的孔雀石绿加入水相中，其它不变。

实施例8

称取5g（＋_0.02）鱼肉于50ml的离心管，加标（1ml50ppb的隐色孔雀石绿）静置10分钟，加入1.5ml硼氢化钾溶液，4ml乙腈，超声15分钟，振荡10分钟，再加入4mL乙腈，5g酸性氧化铝粉末，2.5mL的0.05mol/L对甲苯磺酸溶液，1.5mL25%的盐酸羟胺溶液，5mL0.125mol/L乙酸铵溶液，然后在5°C下8000转离心5min，取上层于另一离心管。重复此操作一次。在上层清液中加入4mL二氯甲烷振荡5分钟，再8000转离心5min。取上层清液为样品液。

将实施例1-7得到的分子印迹微球500mg填入固相萃取柱中，经5ml乙腈活化后加 入样品液。用3ml甲醇水溶液（1:1）洗柱，用真空泵抽干，弃掉废液。用3mL8：2的乙腈： 0.1mol/L的乙酸铵溶液洗脱，用HPLC荧光法进行检测（即，将参照GB/T20361-2006的方法， 将前处理进行步骤简化，再用分子印迹微球进行固相萃取吸附富集，然后进行HPLC检测）， 检测结果见下表：

实施例	微球粒径（µm)	检测值（µg/kg)	加标回收率（%）
				1	100-300	8.01	96.2
2	200-500	6.85	82.2
				3	100-300	7.04	84.5
4	100-300	8.82	106
				5	200-500	7.35	88.2
6	100-300	7.83	94.0
				7	200-500	6.48	77.8

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案所作的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在一容器中加入定量的纳米二氧化硅、功能单体、氢氧化钠溶液和表面活性剂溶液，混合均匀后得到水相溶液；

S2、称取一定量的交联剂，致孔剂和引发剂入另一容器中，混合均匀后得到油相溶液；

S3、将一定量的孔雀石绿加入水相或油相中，然后将水相溶液或油相溶液混合均匀，并得到稳定的分散液，将该分散液放入60℃水浴中加热12小时，并得到含有聚合物微球的混合物；

S4、用氢氟酸浸泡洗去含有聚合物微球的混合物中的二氧化硅，再用溶剂洗涤，直至HPLC测不出孔雀石绿及隐色孔雀石绿，即得到皮克林孔雀石绿分子印迹材料。

2.根据权利要求1所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，S1中，纳米二氧化硅的粒径在1-50nm之间，纳米二氧化硅与功能单体的质量体积比为1000：1mg/ml，功能单体的种类包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为1-3mol/L，用量为功能单体的10％-50％。

4.根据权利要求3所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，表面活性剂包括但不限于十二烷基硫酸钠，TX-100，聚乙二醇，脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或几种，用量为功能单体的1-5％。

5.根据权利要求4所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，用量为功能单体的3-10倍，孔雀石绿用量为功能单体的0.01-1倍，致孔剂为甲苯，用量为功能单体的0.5-2倍。

6.根据权利要求5所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，引发剂为偶氮二异丁腈，过氧化苯甲酰，过硫酸钾的一种或几种，用量为功能单体与交联剂总量的0.1％-5％。

7.根据权利要求6所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法，其特征在于，氢氟酸的浓度为；洗涤溶剂为乙腈/甲醇/乙酸的一种或几种混合物，聚合物微球颗粒粒径为50-500μm。

8.权利要求1～7任一项所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料的制备方法制成的皮克林孔雀石绿分子印迹材料。

9.权利要求8所述的一种皮克林孔雀石绿分子印迹材料用于水产品中孔雀石绿的测定。

10.根据权利要求9所述的皮克林孔雀石绿分子印迹材料用于水产品中孔雀石绿的测定方法，包括以下步骤：

S51、将5克被测品用搅拌机打碎，匀浆，加入1.5mL硼氢化钾溶液搅拌后静置10min，加入10mL乙腈反复漩涡振荡提取三次得到乙腈提取液；

S52、将乙腈提取液通过加入500mg皮克林孔雀石绿分子印迹材料，再用3mL乙腈混合液洗脱，得到的洗脱液用HPLC检测，该乙腈混合液包括质量比为8：2的乙腈和醋酸铵溶液，醋酸铵溶液的浓度为0.1mol/L。