磁場誘導功能化納米粒分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁場誘導功能化納米粒修飾的分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法。步驟如下：a.磁性攪拌棒的表面處理、硅烷化；b.模板分子、功能單體和磁性納米粒在致孔劑中預聚，加入交聯(lián)劑以及引發(fā)劑，放入硅烷化后的磁性攪拌棒，超聲除氧，氮氣條件下55℃～60℃條件下聚合6～12h；c.磁性攪拌棒老化至少1h；d.甲醇乙酸溶液洗脫模板分子。本發(fā)明制備的分子印跡攪拌棒固相萃取體系對食用香精香蘭素具有特異的識別能力，應用于實際樣品測定時可提高方法的準確度，高效快速，抗干擾能力強，且制備方法簡便、價格低廉、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性良好。本發(fā)明將分子印跡攪拌棒固相萃取技術與色譜聯(lián)用，可用于食品中香蘭素的分離與富集。
【專利說明】磁場誘導功能化納米粒分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于分析檢測【技術領域】，具體涉及一種磁場誘導功能化納米粒分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法。
【背景技術】
[0002]香蘭素(3-甲氧基-4-羥基苯甲醛)是一種白色至微黃色針狀結晶粉末，有著香莢蘭豆特有的香味。作為食品添加劑常用于作為糕點、糖果、飲料、奶制品等食品的增香劑。歐盟專家委員會稱，經(jīng)多年的研究發(fā)現(xiàn)，大量劑使用香蘭素會導致頭痛、惡心、嘔吐、呼吸困難，甚至能夠損傷肝、腎，對人體有較大的危害[1]。因此有必要對食品添加劑中香蘭素的含量進行測定。目前國內(nèi)外測定這些增香劑的方法主要有分光光度法[2]、氣相色譜法[3]、液相色譜法M、溶出伏安法[5]、毛細管電泳法M等。因食品組分復雜，基質(zhì)干擾嚴重，在儀器測定前常需復雜的樣品前處理過程。因此建立簡單有效的樣品前處理技術是準確測定香蘭素的關鍵。[0003]隨著納米技術、高分子化學和生物化學等學科的發(fā)展，分子印跡技術(Molecularimprinting technique,MIT)被廣泛應用于分離領域m。分子印跡技術是指制備對某一特定的目標分子(模板分子、印跡分子或烙印分子)具有特異選擇性的聚合物的過程。首先將模板分子與功能單體在反應混合溶液中通過化學鍵或氫鍵結合形成配合物；然后加入交聯(lián)劑進行共聚形成聚合物，使功能單體上的功能基在空間排列和空間定向上固定下來；最后通過物理或化學手段除去模板分子，得到具有一定大小和形狀的孔穴及確定空間排列的功能基團的分子印記聚合物[8]。在這種聚合物中形成了與模板分子在空間和結合位點上相匹配的具有多重作用位點的空穴，這些空穴對模板分子具有選擇性。
[0004]近年來，分子印跡技術與固相萃取技術(Solid phase extraction, SPE)的結合應用于樣品前處理已成為熱門研究領域，如分子印跡固相萃取氣分子印跡固相微萃取[1°]和分子印跡攪拌棒固相微萃取[11]。分子印跡攪拌棒固相萃取技術(Molecular imprintedpolymers-stir bar solid phase extraction, MIPs-SBSE)屬于表面分子印跡技術，即在制備好的大孔固相載體的表面上，以一定作用力使功能單體與模板分子聚合在具有良好可接近性的基質(zhì)表面，使印記位點處于MIPs表面，它能克服空間位阻的影響，使模板分子容易接近MIPs的識別位點,有效解決由本體聚合或沉淀聚合制得的MIPs結合位點不均一、可接近性差、滲漏等問題[12]，進一步提高MIPs的吸附效率。
[0005]磁性納米粒子(Magnetic nanoparticles, MNPs)是20世紀90年代出現(xiàn)的一種新型材料。磁性是物質(zhì)的基本屬性之一，任何帶電體的運動如分子與原子中內(nèi)部電子運動和自旋，都必然在它的周圍產(chǎn)生磁場，從而使物質(zhì)產(chǎn)生磁性。而隨著材料制備技術的不斷發(fā)展，人們對納米材料的性能提出了越來越高的要求，各種尺度上的新材料相繼被研究出來，給磁學這一古老的學科注入了新的生機與活力。當納米技術與磁學相結合時，納米磁性材料應運而生。其中磁性納米粒子更是成為了當今科技研究的焦點。磁性納米粒子的磁單疇尺寸、順磁磁性臨界尺寸、交換作用長度等在1-1OOnm范圍內(nèi)，具有奇異的超順磁性和較高的矯頑力。然而磁性納米粒極易被氧化而失去磁性，由于其高的比表面能和粒之間磁偶極的相互作用，在溶液中有強烈的聚集傾向，并且Fe3O4NPs之間由于磁性吸引和范德華力作用易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，這使得磁性納米粒在應用方面受到極大限制。
[0006]目前，尚無操作簡便、價格低廉、響應靈敏、抗干擾能力強、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性良好，可實現(xiàn)配方奶粉中香蘭素的高效、靈敏和快速檢測的磁場誘導功能化納米粒分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種操作簡便、價格低廉、響應靈敏、抗干擾能力強、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性良好，可實現(xiàn)嬰兒配方奶粉中香蘭素的高效、靈敏和快速檢測的磁場誘導功能化納米粒分子印跡 攪拌棒固相萃取體系的制備方法。該方法巧妙地結合了納米技術、磁場誘導自組裝技術、分子印跡技術和攪拌棒固相萃取技術。通過本發(fā)明制備方法制備得到的分子印跡攪拌棒對配方奶粉中香蘭素的監(jiān)測有重要意義。
[0008]本發(fā)明的目的是通過下方式實現(xiàn)的:
[0009]一種磁場誘導功能化納米粒分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0010]a)攪拌棒預處理:將磁性攪拌棒依次經(jīng)過丙酮、堿、酸浸泡后，再通過去離子水洗滌至中性后活化，再置于硅烷偶聯(lián)劑中進行硅烷化反應，經(jīng)甲醇清洗，氮氣吹干；
[0011]b) Fe3O4OPANI復合納米粒子與印跡氫鍵復合物共同預組裝:將模板分子、Fe3O4OPANI復合納米粒和功能單體甲基丙烯酸置于致孔劑中預聚6~12h ;
[0012]c)磁場誘導自組裝修飾攪拌棒以及聚合形成印跡聚合物:加入交聯(lián)劑及引發(fā)劑，超聲，放入硅烷化后的磁性攪拌棒吸附5-20min,氮氣保護,55°C~60°C條件下聚合6~12h ；
[0013]d)洗脫模板分子:取出磁性攪拌棒老化至少lh，洗脫模板分子，得到分子印跡固相萃取攪拌棒。
[0014]所述堿為0.5~2mol/L的NaOH溶液,優(yōu)選濃度為lmol/L ;酸為0.1~1.0mol/L的HCL溶液，濃度優(yōu)選為0.lmol/L ;丙酮、堿和酸浸泡時間各為I~2h ;所述的活化方式為真空50~70°C下干燥I~2h，所述的硅烷偶聯(lián)劑為質(zhì)量百分比濃度為10-30%的Y -甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷丙酮溶液或者質(zhì)量百分比濃度為10-30%的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液，硅烷化時間優(yōu)選為I~2h。所述的模板分子是香蘭素，與甲基丙烯酸和交聯(lián)劑的用量摩爾比為1:1~7:5~35，優(yōu)選摩爾比為1:5:10。所述的Fe3O4OPANI復合納米粒在致孔劑中的濃度為0.5~1.5mg/mL。
[0015]老化條件優(yōu)選為真空50~70°C下干燥I~6h。本發(fā)明所使用的磁性攪拌棒的直徑為4mm、長度為19mm。
[0016]本發(fā)明所用的模板分子是香蘭素，其結構式為:
[0017]
【權利要求】
1.一種磁場誘導功能化納米粒修飾的分子印跡攪拌棒固相萃取體系的制備方法，該方法包括以下步驟: a)攪拌棒預處理:將磁性攪拌棒依次經(jīng)過丙酮、堿、酸浸泡后，再通過去離子水洗滌至中性后活化，再置于硅烷偶聯(lián)劑中進行硅烷化反應，經(jīng)甲醇清洗，氮氣吹干； b)Fe304iPANI復合納米粒子與印跡氫鍵復合物共同預組裝:將模板分子、Fe3O4OPANI復合納米粒和功能單體甲基丙烯酸置于致孔劑中預聚6~12h ; c)磁場誘導自組裝修飾攪拌棒以及聚合形成印跡聚合物:加入交聯(lián)劑及引發(fā)劑，超聲，放入硅烷化后的磁性攪拌棒吸附5-20min,氮氣保護,55°C~60°C條件下聚合6~12h ； d)洗脫模板分子:取出磁性攪拌棒老化至少lh，洗脫模板分子，得到分子印跡固相萃取攪拌棒。
2.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:所述的堿為0.5~2mol/L的NaOH溶液；酸為0.1~1.0moI/L的HCL溶液；丙酮、堿和酸浸泡時間各為I~2h。
3.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:所述的活化方式為真空50~70°C下干燥I~2h。
4.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:所述的硅烷偶聯(lián)劑為質(zhì)量百分比濃度為10~30%的Y -甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷丙酮溶液或者質(zhì)量百分比濃度為10~30%的Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液。
5.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于所述的硅烷化時間為I~2h。
6.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:所述的模板分子是香蘭素，與甲基丙烯酸和交聯(lián)劑的用量摩爾比為1:1~7:5~35。
7.根據(jù)權利要求1所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:所述的Fe3O4OPANI復合納米粒在致孔劑中的濃度為0.5~1.5mg/mL。
8.根據(jù)權利要求1所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種；引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；致孔劑為甲苯或者甲醇，模板分子在致孔劑中的濃度為0.1~0.2mol/L。
9.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:引發(fā)劑的摩爾量為模板分子摩爾量的10%~20%。
10.根據(jù)權利要求1中所述的分子印跡固相萃取攪拌棒的制備方法，其特征在于:老化條件為真空50~70°C下干燥I~6h。
【文檔編號】B01J20/30GK103937021SQ201410151698
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權日:2014年4月15日
【發(fā)明者】周學敏, 吳金華, 楊載月, 朱婉瑩 申請人:南京醫(yī)科大學