CN110327662B - 一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱及其制备方法 - Google Patents

一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱及其制备方法，能够准确、高效、快速分离出尿液、血液样本中苯丙胺类毒品分子从而进行分析，该萃取柱主要由苯丙胺类分子印迹聚合物发挥作用，通过分子印迹对苯丙胺类分子进行特异性结合，以达到对生物基质中的苯丙胺类毒品进行快速、精确定性分离的目的。该萃取柱制作简便、成本低廉、对实验操作及环境条件要求低、使用方便，可为公安、司法、海关、医疗等单位部门进行生物基质中苯丙胺类毒品的快速检测提供有效的前处理装置。

Description

一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱及其制备方法
技术领域
本发明属于毒品检测领域，具体提供了一种利用分子印迹技术，特异性针对苯丙胺类毒品分子的固相萃取柱及其制备工艺。该萃取柱能够高效、特异地在体内检材中检测出低浓度的苯丙胺类物质，且具有制作工艺简单、成本低等特点。
背景技术
苯丙胺类毒品是当前滥用较多的新型毒品，苯丙胺类毒品，也称苯丙胺类兴奋剂，是对所有由苯丙胺转换而来的中枢神经兴奋剂的统称。该类毒品属于精神药物，一般分为传统型、减肥型和致幻型三种，三种毒品都会对人体的精神、脏器造成巨大的危害。
固相萃取（Solid Phase Extraction）技术，就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。目前，固相萃取作为样品前处理技术，在实验室中得到了越来越广泛的应用。
分子印迹基于生物抗原抗体作用原理，先在聚合物聚合过程中将模板分子嵌入到聚合物上，再采用适当措施将模板分子洗脱，在聚合物表面留下具有空间识别和分子识别能力的空穴，因此对模板分子具有特异性吸附能力。将分子印迹聚合物作为固相萃取材料可获得优异的萃取性能，但以往的分子印迹制备方式如本体聚合、表面印迹聚合、悬浮聚合等方法存在识别位点少，材料粒径分散，获得的萃取材料萃取效率低，重现性差，只能在有机基质中进行萃取的缺点。
对于苯丙胺类毒品的检测方法，现有液相萃取的方法操作繁杂，回收率和精确度低；同时，体内检材中的苯丙胺类毒品的分析面临含量低、杂质多、多为水性复杂基质的问题，需要高特异性吸附材料进行分离净化以获得较为干净的分析样品以降低检测限。对于苯丙胺类毒品的检测，目前多采用进口固相萃取柱，其高效、操作简便等特点已经渐渐使固相萃取成为目前进行苯丙胺类毒品分离净化的常用方法。但现有进口固相萃取柱也存在净化效果不理想、检出限不能满足低含量样品的分析要求以及分析成本较高等缺点，从一定程度上限制了固相萃取技术在苯丙胺类毒品检测中的应用。
发明内容
为解决上述技术问题并获得相关产品，我们在本发明中，将苯丙胺类分子印迹技术与固相萃取技术相结合，提供了一种对苯丙胺类毒品有高特异性吸附作用、性能优良的固相萃取材料及其制备方法，在甲醇中以α-甲基丙烯酸（MAA）为功能单体，采用表面分子印迹聚合法制备的印迹聚合物（M-MIP@TiO2）对目标分子甲基苯丙胺进行有效吸附。经采用所制备的分析印迹聚合物作为固相萃取材料制备的固相萃取柱，可实际应用于水性基质生物样品中苯丙胺的检测。苯丙胺类分子印迹固相萃取材料可特异性、选择性地吸附苯丙胺类毒品，净化效果好，且制备时间短、可再生重复性使用，可大大降低成本。本发明通过以下方案实现：
一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱，包括柱体、上筛板、下筛板，柱体内还包括位于上、下筛板间的苯丙胺类分子印迹聚合物，。
进一步地，所述苯丙胺类分子印迹聚合物按重量比计，由0.2~2.5份盐酸甲基苯丙胺、0.3~50份α-甲基丙烯酸、60~180份二氧化钛、2000~4000份甲醇、310~700份乙二醇二甲基丙烯酸酯、10~40份偶氮二异丁腈及氮气通过反应制成。
进一步地，所述二氧化钛为纳米级二氧化钛。
进一步地，所述柱体可使用规格1~5ml注射器管制成。
本发明还提供一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱的制备方法，包括如下步骤：
（1）在烧瓶中加入盐酸甲基苯丙胺，使用微量进样器加入α-甲基丙烯酸，加入纳米级二氧化钛及甲醇，常温下以胶塞密闭，通过磁力搅拌器以50~350r/min转速匀速搅拌0.5~5h。
（2）搅拌完成后，打开胶塞，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯及甲醇，之后加入偶氮二异丁腈，超声使其溶解。使用玻璃导管充氮气2~30min后迅速使用胶塞密封。
（3）准备一个去除中间的推手后的一次性注射器，尾部用气球和橡皮筋紧紧密封，将注射器从头部充氮气，至气球膨至中等大小，用注射器的针头及针头保护管密封制得注射器气球保护装置。将充过氮气之后的烧瓶120r/min匀速搅拌同时在30~80℃范围内加热，将前面准备的注射器气球保护装置针头插入透过胶塞至连同烧瓶内部。使其反应聚合2~70h，之后得到白色粉末状聚合物。
（4）将聚合物用15ml甲醇转移至离心管中，转速7000~25000r/min离心1~15min，之后将聚合物置入烘箱中烘干至恒重，烘干后粉末置于索氏提取器中，采用9:1的甲醇/乙酸不间断回流洗脱2~100h，之后换成纯甲醇再次不间断回流洗脱2~100h。最后烘干至恒重，即可制得盐酸甲基苯丙胺分子印迹聚合物。
（5）准确称取合成好的分子印迹聚合物粉末10~300mg，均匀混合后装于1.5~10ml的分子印迹固相萃取空柱中，萃取柱上下端各用聚四氟乙烯塞固定，压紧后制得分子印迹固相萃取柱。
与现有技术相比，本发明所提供的一种苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱具有如下优点：
（1） 在表面印迹技术中引入纳米材料作为载体，增加了印迹聚合物的吸附平衡速度与吸附量。
（2）采用假模板技术，解决了难以获得的目标分子印迹聚合物研究的问题。以与苯丙胺类分子结构类似的分子作为假模板制备苯丙胺类分子印迹聚合物可以解决苯丙胺类毒品为管控物无法大量得到的问题。也为后期大批量生产提供了有用的技术。
（3）引入亲水性功能单体，经系统优化印迹聚合物的制备条件与应用条件，进一步提高了印迹聚合物在水相中的应用性能。
（4）固相萃取柱的样品体积可以达到10.0 ml，对甲基苯丙胺的萃取柱容量为97.68 mg/g。当柱子在重复使用10次后，其对甲基苯丙胺的萃取回收率还可以保持在70%以上，重现性好。
（5）经采用制备的分子印迹固相萃取柱建立尿液中甲基苯丙胺的毛细管电泳、高效液相色谱方法、液相色谱质谱联用方法证明，固相萃取后样品干净、回收率高，检测限明显降低，可应用于尿液和血液中甲基苯丙胺的定性定量分析。
附图说明
图1为本发明所述苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱结构图；
图2为本发明所述苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱实物图；
图3为固相萃取柱在水相基质中对模板分子及其他物质的萃取回收率；
图4为实施例3中A、B两个样品分别经固相萃取柱处理的毛细管电泳图；
图5为实施例3中A、B两个样品分别经其他样品处理方法处理的毛细管电泳图；
图6为尿液样本经固相萃取处理前的空白对照高效液相色谱图；
图7为尿液样本经固相萃取处理后的高效液相色谱图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，以下结合发明人给出的依本发明的技术方案所完成的实施例对本发明做进一步的详细说明。本发明并不局限于这些实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。在本发明中，所有的设备或原料等均可从市场获得或是本行业常用的。
下面实施例中出现的“份”单位均为重量份。
实施例1
苯丙胺类毒品分子印迹固相萃取柱的制备：
（1）在烧瓶中加入0.4份盐酸甲基苯丙胺，使用微量进样器加入1.2份α-甲基丙烯酸，加入100份纳米级二氧化钛及2200份甲醇。用橡胶塞密封，常温下以220r/min匀速搅拌3h。
（2）搅拌完成后，打开胶塞，加入400份乙二醇二甲基丙烯酸酯及甲醇，之后加入22份偶氮二异丁腈，超声使其溶解。使用玻璃导管充氮气10 min后迅速使用胶塞密封。
（3）准备一个去除中间的推手后的一次性注射器，尾部用气球和橡皮筋紧紧密封，将注射器从头部充氮气，至气球膨至中等大小，用注射器的针头及针头保护管密封保存以备用，制得注射器气球保护装置。将充过氮气之后的烧瓶120r/min匀速搅拌同时在70℃加热，将前面准备的注射器气球保护装置针头插入透过胶塞至连通烧瓶内部。使其反应聚合30 h，之后得到白色粉末状聚合物。
（4）将聚合物用10ml甲醇转移至离心管中，转速12000r/min离心5 min，之后将聚合物置入烘箱中烘干至恒重，烘干后粉末置于索氏提取器中，采用9:1的甲醇/乙酸不间断回流洗脱40h，之后换成纯甲醇再次不间断回流洗脱60h。最后烘干至恒重，即可制得盐酸甲基苯丙胺分子印迹聚合物。
（5）准确称取合成好的分子印迹聚合物粉末10mg，均匀混合后装于1.5ml的分子印迹固相萃取空柱中，萃取柱上下端各用聚四氟乙烯塞固定，压紧后制得分子印迹固相萃取柱。
实施例2 印迹固相萃取柱的应用
（1）萃取操作及条件：
① 将固相萃取柱固定到固相萃取仪上面，预先用甲醇1 ml 和1 ml去离子水活化萃取柱，控制固相萃取仪流速为3r n，约合1ml/5min。
② 在5 ml 聚丙烯离心管中，加入不同浓度的混合标准液0.4ml和尿液1.6 ml（总溶液体积为2ml），于漩涡振荡器上振荡1min 后，以8500 r / min 离心5min，上清液每次移取0.5ml，分4次，逐批次加入预先活化处理好的分子印迹固相萃取柱中，以1ml /5 min 的流速通过萃取柱，抽干后，然后用甲醇/乙酸( 90 /10，V/V) 3ml进行洗脱，洗脱速度控制在1ml / 5min 以下。收集洗脱液，在30℃空气浴上用氮吹仪浓缩至干，残渣用2ml甲醇溶解后，过0.45µm醋酸纤维滤膜后，进行仪器分析。
（2）萃取效果：
该固相萃取柱在水相基质中对模板分子及其他物质的萃取情况：如附图3所示，固相萃取柱对甲基苯丙胺和1-苯乙胺萃取率远大于其他共存物质的萃取回收率。
实施例3
本实施例为运用毛细管电泳法，分别使用本发明所述固相萃取柱和其他样品处理方法处理样品，对尿液和血液中苯丙胺定性、定量分析效果对比。
相关系数：r2 0.9967，定量检出限0.92ug/ml，最低检出限0.45 ug/ml；
A和B两个检测样品分别为尿液和血液。说明书附图4为A、B两个样品分别经固相萃取柱处理的毛细管电泳图；说明书附图5为A、B两个样品分别经其他样品处理方法处理的毛细管电泳图，对比两图可以看出，经固相萃取柱处理的样品电泳干扰峰较少，杂质较少，准确性和精度都要优于使用其他样品处理方法处理的样品。
实施例4
本实施例为运用高效液相色谱法，分别使用本发明所述固相萃取柱和其他样品处理方法处理样品，对尿液和血液中苯丙胺定性、定量分析效果对比。
相关系数r2 0.9967，定量检出限0.64ug/ml，最低检出限0.37 ug/ml；
检测样品为尿液样本。说明书附图6为尿液样本经固相萃取处理前的空白对照高效液相色谱图；说明书附图7为尿液样本经固相萃取处理后的高效液相色谱图。
根据说明书附图6、7可以看出尿液样本经印迹固相萃取前后的净化情况，从结果可以看出，空白尿样的色谱图比较复杂，在目标组分的出峰位置附近有共存组分的色谱峰，干扰严重。尿液样本经过分子印迹固相萃取后的色谱图则比较干净，尿液样本中共存组分的色谱峰几乎都没有出现，说明项目建立的分子印迹固相萃取方法对尿样中的甲基苯丙胺有高度识别选择性。
结合高效液相色谱法分析尿液中甲基苯丙胺的不同浓度下绝对加标回收率在84.6%~95.0%之间，相对加标回收率在98.0%~100.5%之间，测定结果的相对标准偏差在3%以内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种对苯丙胺类毒品分子印迹有高特异性吸附作用的固相萃取柱的制备方法，所述固相萃取柱包括柱体、上筛板和下筛板，其特征在于，所述柱体内还包括位于上、下筛板间的苯丙胺类分子印迹聚合物；所述苯丙胺类分子印迹聚合物按重量计，由0.2~2.5份盐酸甲基苯丙胺、0.3~50份α-甲基丙烯酸、60~180份二氧化钛、2000~4000份甲醇、310~700份乙二醇二甲基丙烯酸酯、10~40份偶氮二异丁腈及氮气通过反应制成；所述固相萃取柱的制备步骤如下：
（1）在烧瓶中加入盐酸甲基苯丙胺，使用微量进样器加入α-甲基丙烯酸，加入纳米级二氧化钛及甲醇，常温下以胶塞密闭，通过磁力搅拌器以50~350r/min转速匀速搅拌0.5~5h；
（2）搅拌完成后，打开胶塞，依次加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲醇和偶氮二异丁腈，超声5分钟使其溶解；使用玻璃导管充氮气2~30min后迅速使用胶塞密封；
（3）准备一个去除中间推手后的一次性注射器，尾部用气球和橡皮筋紧紧密封，将注射器从头部充氮气，至气球膨至中等大小，用注射器的针头及针头保护管密封制得注射器气球保护装置；将充过氮气之后的烧瓶120r/min匀速搅拌同时在30~80℃范围内加热，将前面准备的注射器气球保护装置针头插入透过胶塞至连通烧瓶内部，使其反应聚合2~70h，之后得到白色粉末状聚合物；
（4）将白色粉末状聚合物用15ml甲醇转移至离心管中，转速7000~25000r/min离心1~15min，之后将聚合物置入烘箱中烘干至恒重，烘干后粉末置于索氏提取器中，采用9:1的甲醇/乙酸不间断回流洗脱2~100h，之后换成纯甲醇再次不间断回流洗脱2~100h；最后烘干至恒重，即制得盐酸甲基苯丙胺类分子印迹聚合物；
（5）准确称取上一步骤得到的分子印迹聚合物粉末10~300mg，均匀混合后装于1.5~10ml的分子印迹固相萃取空柱中，萃取柱上下端各用聚四氟乙烯塞固定，压紧后制得分子印迹固相萃取柱。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛为纳米级二氧化钛。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述柱体使用规格1~5ml的注射器管制成。
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