化学专业本科范文参考

　　洛克沙胂（Roxarsone，ROX）是畜禽抗菌、促生长有机胂类药物（图1），长期大量使用会严重造成环境中砷污染，欧盟已禁止ROX作为鸡饲料添加药物，农业部第235号公告也规定了ROX的最高残留限量（MRLs）。因此，开展从复杂基质中高选择性分离净化洛克沙胂的前处理技术研究具有重要意义。

　　摘要：以阿散酸为虚拟模板分子，2-乙烯吡啶为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，合成了对洛克沙胂具有高选择性的分子印迹聚合物。通过考察致孔剂、单体及交联剂等因素对合成聚合物性能的影响，获得优化聚合配方为：阿散酸、2-乙烯吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲醇-乙腈（1∶1，V/V）及偶氮二异丁腈之比为1mmol∶4mmol∶20mmol∶6mL∶60mg。合成印迹聚合物对洛克沙胂的最大吸附量为0.93mg/g，作为固相萃取填料分离、富集洛克沙胂的优化萃取条件为：水和乙腈活化平衡，乙腈上样，水和甲醇依次淋洗，5%甲酸甲醇溶液洗脱。洛克沙胂在分子印迹固相萃取柱上的回收率达到95%以上，而非分子印迹固相萃取柱的回收率仅为43.1%。制备小柱应用于池塘水中洛克沙胂的净化富集，检测限可达0.05mg/L。

　　关键词：分子印迹聚合物,洛克沙胂,固相萃取,虚拟模板

　　1引言

　　目前，饲料中洛克沙胂的测定主要采用高效液相色谱法[1～4]。样品净化采用传统的复合阴离子固相萃取小柱[5]，其选择性不高，特异性不强，对饲料复杂基质中洛克沙胂的测定有一定影响。近年来，用分子印迹聚合物（Molecularlyimprintedpolymer，MIP）作为特异性填料的固相萃取技术受到广泛关注[6～9]。为防止MIP应用中的“模板泄露”现象[10]，本研究选择与ROX结构相似的阿散酸（Arsanilicacid，ASA）为虚拟模板分子（图1），成功合成了对ROX显示高交叉反应的MIP，作为固相萃取填料，在优化的固相萃取条件下，制备的MIP小柱对ROX具有很好的选择性。

　　2实验部分

　　2.1仪器与试剂

　　Waters2695-2487型高效液相色谱仪（美国Waters公司）；VarioELcube型元素分析仪（德国Elementar公司）；170SX型红外光谱仪（美国Nicolet公司）。

　　洛克沙胂及阿散酸原料药（含量≥99%，湖北理想生物科技有限公司）。甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酰胺（AM）及偶氮二异丁腈（AIBN），天津市科密欧化学试剂开发中心；2-乙烯吡啶（2-VP）及4-乙烯吡啶（4-VP），JohnsonMatthey公司；乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）及三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯（TRIM），Sigma-Aldrich公司。其它试剂均为分析纯。

　　2.2MIP的制备

　　分别将ASA溶于甲醇或甲醇-乙腈（丙酮或氯仿）（1∶1，V/V）中，加入2-VP（4-VP，MAA或AM），超声混合5min，最后加入EGDMA（或TRIM）和AIBN，超声混合，于冰浴上吹氮气5min，密封，60℃真空干燥箱中反应24h，得块状聚合物。研磨、过筛（粒度为38～54μm），甲醇反复沉降除去细小颗粒，用乙酸-甲醇（1∶9，V/V）溶液洗涤去除模板，甲醇洗去乙酸，真空干燥，备用。

　　2.3吸附试验

　　称取20mg聚合物于25mL系列锥形瓶中，再加入2mL系列浓度的ROX标准乙腈溶液（1.00～300mg/L），混合，室温下，放置5，15，30，60，90，120min及24h，离心，上清液中未吸附的ROX用HPLC测定。

　　2.4固相萃取优化

　　称取50mgMIPs颗粒装填于1mL带有滤板的聚丙烯空柱中，制成分子印迹固相萃取（MISPE）小柱。考察不同的活化、上样、淋洗和洗脱条件下MISPE柱对ROX的保留能力。洗脱液吹干后用流动相复溶。

　　3.1.2单体的选择4种功能单体（MAA，2-VP，4-VP及AM）合成聚合物的固相萃取回收率实验结果表明，碱性2-VP为单体制备的MIP对ROX吸附非常好，回收率达到97.6%，NIP仅有40.2%；而酸性MAA和中性AM为单体制备的MIP对ROX基本不保留，说明碱性单体制备的MIP与酸性的ROX之间相互作用力较强，可能主要通过离子键作用吸附。但以4-VP为单体制备的MIP对ROX的吸附回收率约80%，且不稳定，表明MIP中单体的吡啶残基的空间位置对ROX的吸附也有较大影响，邻位吡啶残基形成的MIP三维空穴较对位吡啶残基形成的空穴更有利于ROX的稳定结合。不同摩尔比的ASA与2-VP制备的聚合物对ROX回收率结果（图4）表明，最佳比率是1∶4，此时MIP回收率达到98%，NIP则只有42.8%，特异性与非特异性之间差异最大。

　　3.3.2洗涤和洗脱液的选择实验表明，用水和甲醇或乙腈依次洗涤都可除去大部分非特异性吸附，获得满意的洗涤效果（MISPE回收率均在95%以上，NISPE回收率则小于45%）。考虑甲醇洗涤去除杂质能力更强，本实验选择水和甲醇洗涤。基于文献[11]，考察了氨化和酸化甲醇的洗脱效果。实验表明，酸或碱甲醇体系都能有效洗脱ROX，获得理想的回收率，但氨化甲醇小柱再生较难，实验选择酸化甲醇为洗脱溶液。1，2和3mL的5%甲酸甲醇溶液均可以有效洗脱ROX，回收率在90%以上。随着洗脱液体积增大，ROX的回收率反而降低，这可能与后续吹干有关，洗脱液体积越大，吹干损失会越多。因此，本实验选择5%甲酸甲醇溶液2mL作为洗脱液。

　　3.4MISPE的选择性

　　实验表明，制备的ASA-印迹聚合物对ROX显示高度交叉反应（ROX回收率达到95%以上，是NIP的2倍以上），但ASA模板本身却在两种柱上保留相对偏低。根据分子印迹原理，模板分子一般在相应的印迹聚合物上的保留是最强的，但在一定条件下，模板类似物的保留可能比模板更强[12，13]。这是由于模板类似物与模板分子结构非常相似，且模板类似物与功能单体之间的相互作用大于模板本身与功能单体之间的相互作用。本实验现象可能是ROX分子中的酚羟基与制备的ASA-印迹聚合物中特异识别位点的相互作用更强。

　　同时，为进一步考察MISPE小柱的特异性，还选择了与ASA结构差异较大的硝碘酚腈及二甲氧苄啶进行交叉反应实验。结果表明，与ROX同样具有羟基和硝基的硝碘酚腈回收率约45%，显示一定的交叉反应，而结构完全不同的碱性二甲氧苄啶回收率仅2.2%，无交叉反应。

　　3.5实际样品检测

　　为评价制备的MIP小柱的实际应用性能，采集10份养殖场池塘水进行净化富集，均未检出ROX（检测限0.05mg/L）。图8为池塘水试样添加0.5mg/L洛克沙胂经MISPE和NISPE萃取、净化富集的HPLC色谱图。

　　4结论

　　上述结果表明，采用虚拟模板技术，合成了对ROX具有高选择性的MIP；作为固相萃取吸附材料，MISPE小柱可有效净化富集环境水中ROX。

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