新型固相微萃取涂層的研制及其應(yīng)用于食品中雌激素殘留的分析研究.pdf

1、雌激素是一類類固醇小分子物質(zhì)，包括內(nèi)源性雌激素和外源性雌激素兩大類。雌激素由于人為的非法添加或動(dòng)物本身的分泌而廣泛的存在于食品中，而且能夠通過(guò)食物鏈被人體吸收，從而誘發(fā)人體的乳腺癌，前列腺癌和卵巢癌等等。然后，食品樣品基質(zhì)復(fù)雜，使得痕量的雌激素很難被檢測(cè)到，這給人們帶來(lái)了極大的隱患。因此亟需找到一種快速、靈敏且特異性好的分析方法來(lái)定量分析食品中雌激素的濃度殘留。
　　固相微萃取技術(shù)自上個(gè)世紀(jì)九十年代問(wèn)世以來(lái)，因?yàn)槠浼腿?、濃縮和凈

2、化于一體的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于復(fù)雜基質(zhì)樣品中雌激素的監(jiān)測(cè)。固相微萃取技術(shù)的關(guān)鍵在于纖維涂層，而商品化的固相微萃取涂層在萃取選擇性、制備效率、萃取效率等方面的具有一些缺陷。本文工作利用層層組裝技術(shù)、表面分子印跡技術(shù)和電化學(xué)聚合方法制備了多種萃取選擇性好、萃取效率高及物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的新型固相微萃取涂層，并將其用于分析食品中的多種內(nèi)源性及外源性雌激素。結(jié)合自動(dòng)化固相微萃取設(shè)備，對(duì)多個(gè)樣品同時(shí)萃取、清洗和洗脫。分離富集到的雌激素通過(guò)高效液相色

3、譜儀進(jìn)行檢測(cè)。研究主要內(nèi)容如下幾點(diǎn)：
　　1.我們利用磁性分子印跡聚合物(MMIP)為纖維涂層，開(kāi)發(fā)了一種新的自動(dòng)化固相微萃取(SPME)樣品制備方法應(yīng)用于奶粉中四種雌激素(雌酮，雌二醇，雌三醇和己烯雌酚)的定量分析。以磁性二氧化硅(Fe3O4@SiO2)為載體，丙烯酰胺作為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，乙腈為致孔劑，雌二醇為模板分子，得到MMIP。利用電磁性不銹鋼纖維陣列在通電的情況下產(chǎn)生磁場(chǎng)及斷

4、電的情況下去除磁場(chǎng)的特性，實(shí)現(xiàn) MMIP涂層的快速制備和更換。相比傳統(tǒng)的MIP-SPME，MMIP-SPME的制備步驟更高效且節(jié)約有機(jī)溶劑。通過(guò)電磁性控制的萃取纖維實(shí)現(xiàn)萃取、分離、清洗和洗脫的全程自動(dòng)化，顯著的提升了從復(fù)雜基質(zhì)中分離和富集雌激素的效率且簡(jiǎn)化了預(yù)處理步驟。我們研究了吸附和解吸動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)，溶液 pH，萃取速度和洗脫溶劑種類及比例等實(shí)驗(yàn)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MMIP-SPME對(duì)四種雌激素具有良好的選擇特異性，高的萃取容量，快速

5、的吸附和解吸動(dòng)力學(xué)速度。四種雌激素的檢測(cè)限在1.5-5.5 ngg-1之間。奶粉樣品中四種雌激素的加標(biāo)濃度分別是20，100和250 ngg-1的情況下回收率的RSD值小于7.1％，表明良好的重現(xiàn)性。
　　2.以磁性沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料(Fe3O4@ZIF-8)為基底，合成了一種高效的MIP涂層(MZMIP)用于自動(dòng)化固相微萃取24個(gè)食品樣品中的四種雌激素。合成步驟是通過(guò)層層組裝在 Fe3O4表面先后聚合形成 ZIF-8和MIP

6、層。我們對(duì)新涂層進(jìn)行了多種物理表征，且通過(guò)電磁性吸附將其自動(dòng)化的固定在不銹鋼纖維表面。通過(guò)高通量分析四種雌激素來(lái)評(píng)價(jià) MZMIP-SPME系統(tǒng)的萃取能力，重復(fù)使用次數(shù)和重現(xiàn)性等。相比傳統(tǒng)的以Fe3O4@SiO2為基底的MIP涂層，MZMIP表面由于具有更多的印跡位點(diǎn)，從而展現(xiàn)出更高的萃取容量和更快的動(dòng)力學(xué)。在最優(yōu)條件下，該系統(tǒng)完成24個(gè)樣品的預(yù)處理只需要25 min(62.5秒每個(gè)樣品)。該方法對(duì)四種雌激素的檢測(cè)限及定量限在0.4-1.

7、7 ngg-1和1.1-6.2 ngg-1之間。在分析加標(biāo)魚(yú)肉和豬肉樣品過(guò)程中，新涂層相對(duì)于Fe3O4@SiO2@MIP涂層和商品化涂層具有更好的回收率和選擇性。結(jié)果表明 MZMIP涂層可以被有效的應(yīng)用于食品樣品中痕量雌激素的分離和富集。
　　3.在該研究中，我們?cè)诹舷跛徜\和對(duì)苯二甲酸的二甲基甲酰胺混合溶液中通過(guò)一步原位電化學(xué)聚合方法在不銹鋼纖維表面合成了(Et3NH)2Zn3(BDC)4(E-MOF-5)涂層。我們對(duì)幾個(gè)重要

8、的制備條件進(jìn)行了優(yōu)化。該方法同時(shí)制備 SPME涂層只需要20 min，比傳統(tǒng)的先熱合成然后物理修飾具有更高的效率。該涂層具有良好的物理穩(wěn)定性和高的機(jī)械強(qiáng)度。相比商品化的SPME涂層，其對(duì)四種外源性雌激素((bisphenol A(BPA)，ethinylestradiol(EE2)，diethylstilbestrol(DES)和hexestrol(HEX)))具有更好的選擇特異性和更高的萃取容量。最后，該 S P M E纖維被應(yīng)用于分