CN110426383A - 一种水体中抗生素的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水体中抗生素的检测方法,包括如下步骤:将模板分子溶解蒸馏水中,加入介孔二氧化硅、氧化石墨烯,混合均匀得到水相;将功能单体、交联剂、引发剂溶解于甲苯溶剂中,混合均匀得到油相;将水相与油相超声混合后,置于烘箱内聚合反应得到印迹聚合物;完成印迹聚合物的洗涤干燥处理;取水样过滤膜除杂,调节过膜后水样的pH,加入螯合剂,混合,将去除模板分子后的印迹聚合物在待检测试样液内3‑5min,捞出,进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得拉曼光谱图;将所得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对,从而判断水样中是否含有磺胺类抗生素,并初步判定磺胺类抗生素的含量范围。本发明能够快速、低成本的检测水样中的抗生素。
Description
技术领域
本发明涉及水中抗生素的检测,具体涉及一种水体中抗生素的检测方法。
背景技术
抗生素是用于预防和治疗感染性疾病的药物,在医疗和畜牧业上应用广泛并发挥着不可替代的作用。然而,近年来由于抗生素的广泛使用、甚至滥用,造成大量原药及其衍生物通过各种方式进入环境,诱导环境中生物体对其敏感,导致耐药基因的产生,严重威胁到人体健康和生态安全,已引起社会各界的广泛关注。通常,用于检测环境中抗生素残留的方法包括气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)、酶联免疫分析法。但是,这些方法都存在一定的局限性,比如:前处理较为繁琐;通常需要对样品富集或浓缩后才能进行检测;所需仪器笨重昂贵、便携性差、检测周期长等,难以满足现场对于抗生素残留快速、灵敏的检测需求。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了水体中抗生素的检测方法,通过分子印迹技术制备对磺胺类抗生素具有特异性识别作用的印迹聚合物,能够快速、低成本的检测水样中的抗生素。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
水体中抗生素的检测方法,包括如下步骤:
S1、将模板分子溶解在10-20倍体积份数蒸馏水中,并加入介孔二氧化硅、氧化石墨烯,混合均匀即得到水相;
S2、将功能单体、交联剂、引发剂溶解于甲苯溶剂中,混合均匀即得到油相;
S3、将步骤S1制得的水相与步骤S2制得的油相超声混合后,置于60-70℃的烘箱内聚合反应90-120min得到印迹聚合物;
S4、用无水乙醇和乙酸的混合溶液洗涤聚合物直至滤液中未检测到模板分子,再用蒸馏水洗涤直至滤液呈现中性,最后用无水乙醇洗涤3-5次并在50-70℃的烘箱中干燥24-48h;
S5、取水样过滤膜除杂,调节过膜后水样的pH,加入螯合剂进行混合,然后将所得的去除模板分子后的印迹聚合物在待检测试样液内3-5min,捞出,进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得拉曼光谱图;
S6、将所得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对,从而判断水样中是否含有磺胺类抗生素,并初步判定磺胺类抗生素的含量范围。
进一步地,所述模板分子与介孔二氧化硅的质量比是1∶3-6,所述模板分子与氧化石墨烯的质量比为1∶3-5,所述引发剂和功能单体的质量比是1∶2-10,所述交联剂和引发剂的添加比例为1mL∶10-30mg,所述模板分子与功能单体的摩尔比为1∶3-6。
进一步地,所述模板分子为磺胺类抗生素,功能单体为2-乙烯基吡啶,交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯,引发剂为偶氮二异丁腈。
进一步地,所述步骤S5中,滤膜采用玻璃纤维滤膜,孔径为0.1-0.3μm。
进一步地,所述步骤S5中,螯合剂为乙二胺四乙酸钠,浓度为2-8g/L,加入量为水样体积的1/10。
进一步地,所述步骤S5中,水样的pH为4.5-5.5。
本发明具有以下有益效果:
本发明能够快速、低成本的检测水样中的抗生素,通过分子印迹技术制备对磺胺类抗生素具有特异性识别作用的印迹聚合物,可在5min之内完成对被测样品中待测抗生素的吸附富集作用,再经便携式拉曼光谱仪采集光谱信息,整个过程快速便捷,且本发明的印迹聚合物均匀稳定,并具有很好的SERS信号重现性,保证了现场实时检测结果的稳定,可多次循环重复使用,在降低检测成本的同时还具有环境友好的优点,并可满足现场、高通量检测的需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
水体中抗生素的检测方法,包括如下步骤:
S1、将磺胺类抗生素溶解在10倍体积份数蒸馏水中,并加入介孔二氧化硅、氧化石墨烯,混合均匀即得到水相;所述模板分子与介孔二氧化硅的质量比是1∶3,所述模板分子与氧化石墨烯的质量比为1∶3;
S2、将2-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈溶解于甲苯溶剂中,混合均匀即得到油相;所述引发剂和2-乙烯基吡啶的质量比是1∶2,所述乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的添加比例为1mL∶10mg,所述磺胺类抗生素与2-乙烯基吡啶的摩尔比为1∶3;
S3、将步骤S1制得的水相与步骤S2制得的油相超声混合后,置于60-70℃的烘箱内聚合反应90-120min得到印迹聚合物;
S4、用无水乙醇和乙酸的混合溶液洗涤聚合物直至滤液中未检测到模板分子,再用蒸馏水洗涤直至滤液呈现中性,最后用无水乙醇洗涤3-5次并在50-70℃的烘箱中干燥24-48h;
S5、取水样过孔径为0.2μm的玻璃纤维滤膜除杂,调节过膜后水样的pH至4.5,按水样体积的1/10的比例加入浓度为2g/L的乙二胺四乙酸钠,混合后,将所得的去除模板分子后的印迹聚合物在待检测试样液内3min,捞出,进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得拉曼光谱图;
S6、将所得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对,从而判断水样中是否含有磺胺类抗生素,并初步判定磺胺类抗生素的含量范围。
实施例2
水体中抗生素的检测方法,包括如下步骤:
S1、将磺胺类抗生素溶解在20倍体积份数蒸馏水中,并加入介孔二氧化硅、氧化石墨烯,混合均匀即得到水相;所述模板分子与介孔二氧化硅的质量比是1∶6,所述模板分子与氧化石墨烯的质量比为1∶5;
S2、将2-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈溶解于甲苯溶剂中,混合均匀即得到油相;所述引发剂和2-乙烯基吡啶的质量比是1∶10,所述乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的添加比例为1mL∶30mg,所述磺胺类抗生素与2-乙烯基吡啶的摩尔比为1∶6;
S3、将步骤S1制得的水相与步骤S2制得的油相超声混合后,置于60-70℃的烘箱内聚合反应90-120min得到印迹聚合物;
S4、用无水乙醇和乙酸的混合溶液洗涤聚合物直至滤液中未检测到模板分子,再用蒸馏水洗涤直至滤液呈现中性,最后用无水乙醇洗涤3-5次并在50-70℃的烘箱中干燥24-48h;
S5、取水样过孔径为0.22μm的玻璃纤维滤膜除杂,调节过膜后水样的pH至5.5,按水样体积的1/10的比例加入浓度为8g/L的乙二胺四乙酸钠,混合后,将所得的去除模板分子后的印迹聚合物在待检测试样液内5min,捞出,进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得拉曼光谱图;
S6、将所得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对,从而判断水样中是否含有磺胺类抗生素,并初步判定磺胺类抗生素的含量范围。
实施例3
水体中抗生素的检测方法,包括如下步骤:
S1、将磺胺类抗生素溶解在15倍体积份数蒸馏水中,并加入介孔二氧化硅、氧化石墨烯,混合均匀即得到水相;所述模板分子与介孔二氧化硅的质量比是1∶4.5,所述模板分子与氧化石墨烯的质量比为1∶4;
S2、将2-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈溶解于甲苯溶剂中,混合均匀即得到油相;所述引发剂和2-乙烯基吡啶的质量比是1∶6,所述乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的添加比例为1mL∶20mg,所述磺胺类抗生素与2-乙烯基吡啶的摩尔比为1∶4.5;
S3、将步骤S1制得的水相与步骤S2制得的油相超声混合后,置于60-70℃的烘箱内聚合反应90-120min得到印迹聚合物;
S4、用无水乙醇和乙酸的混合溶液洗涤聚合物直至滤液中未检测到模板分子,再用蒸馏水洗涤直至滤液呈现中性,最后用无水乙醇洗涤3-5次并在50-70℃的烘箱中干燥24-48h;
S5、取水样过孔径为0.3μm的玻璃纤维滤膜除杂,调节过膜后水样的pH至5,按水样体积的1/10的比例加入浓度为5g/L的乙二胺四乙酸钠,混合后,将所得的去除模板分子后的印迹聚合物在待检测试样液内4min,捞出,进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得拉曼光谱图;
S6、将所得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对,从而判断水样中是否含有磺胺类抗生素,并初步判定磺胺类抗生素的含量范围。
本发明的原理为:分子印迹技术,首先通过选择合适的功能单体与模板分子在介质中预组装形成特异性识别位点,再通过交联聚合反应形成聚合物凝胶而将这种特异性识别位点固定下来,然后利用合适的溶剂将模板分子从凝胶中移除,这样便在凝胶中留下了在三维空间上与模板分子相匹配的具有“记忆”功能的空穴,即实现对模板分子的特异性识别,从而可以在一定的基质中将模板分子富集。在本发明中,模板分子为磺胺类抗生素,利用印迹聚合物凝胶将其在被测样品中富集后,采集聚合物凝胶的拉曼光谱,通过与该抗生素的标准拉曼光谱进行比对,判断凝胶中是否含有磺胺类抗生素,从而判断被测样品中是否含有此成分。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.水体中抗生素的检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将模板分子溶解在10-20倍体积份数蒸馏水中,并加入介孔二氧化硅、氧化石墨烯,混合均匀即得到水相;
S2、将功能单体、交联剂、引发剂溶解于甲苯溶剂中,混合均匀即得到油相;
S3、将步骤S1制得的水相与步骤S2制得的油相超声混合后,置于60-70℃的烘箱内聚合反应90-120min得到印迹聚合物;
S4、用无水乙醇和乙酸的混合溶液洗涤聚合物直至滤液中未检测到模板分子,再用蒸馏水洗涤直至滤液呈现中性,最后用无水乙醇洗涤3-5次并在50-70℃的烘箱中干燥24-48h;
S5、取水样过滤膜除杂,调节过膜后水样的pH,加入螯合剂进行混合,然后将所得的去除模板分子后的印迹聚合物在待检测试样液内3-5min,捞出,进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得拉曼光谱图;
S6、将所得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对,从而判断水样中是否含有磺胺类抗生素,并初步判定磺胺类抗生素的含量范围。
2.如权利要求1所述的水体中抗生素的检测方法,其特征在于,所述模板分子与介孔二氧化硅的质量比是1∶3-6,所述模板分子与氧化石墨烯的质量比为1∶3-5,所述引发剂和功能单体的质量比是1∶2-10,所述交联剂和引发剂的添加比例为1mL∶10-30mg,所述模板分子与功能单体的摩尔比为1∶3-6。
3.如权利要求1所述的水体中抗生素的检测方法,其特征在于,所述模板分子为磺胺类抗生素,功能单体为2-乙烯基吡啶,交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯,引发剂为偶氮二异丁腈。
4.如权利要求1所述的水体中抗生素的检测方法,其特征在于,所述步骤S5中,滤膜采用玻璃纤维滤膜,孔径为0.1-0.3μm。
5.如权利要求1所述的水体中抗生素的检测方法,其特征在于,所述步骤S5中,螯合剂为乙二胺四乙酸钠,浓度为2-8g/L,加入量为水样体积的1/10。
6.如权利要求1所述的水体中抗生素的检测方法,其特征在于,所述步骤S5中,水样的pH为4.5-5.5。
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