周 清 曾 桔 潘 昕 温金莲
(广东药学院,广州 510006)
传统固相萃取使用最多的吸附剂为非选择性的吸附剂,分子印迹聚合物作为固相萃取固定相弥补了传统方法的不足,提高了选择性,可以实现目标成分的富集,还能够排除基体/背景的影响,实现准确、快速和高效的含量测定,因此分子印迹固相萃取(molecularly imprinted solid phase extraction,MI-SPE)已经成为分子印迹技术中具有应用前景的研究方向之一。MI-SPE的应用越来越受到重视,主要包括环境样品痕量检测、药物分析与分离、生物与临床样品分析及食品工业等方面,该技术有着广泛的应用前景[1-5]。
笔者采用本体聚合法合成印迹聚合物,以非那西汀(Phenacetin,Acetophenetidine)为模板分子。非那西汀又名对乙酰氨基苯乙醚,白色有光泽的鳞片状结晶或白色结晶性粉末。常用的检测方法有分光光度法、高效液相色谱法、气相色谱法等。
紫外可见分光光度计:TU-1810型,北京普析通用仪器有限责任公司;
恒温水浴锅:HH-6型,金坛市精达仪器制造厂;
恒温振荡器:THZ-82型,江苏金坛市宏华仪器厂;
超声波清洗器:DL-360A型,上海之信仪器有限公司;
磁力加热搅拌器:791型,江苏金坛市华欧实验仪器厂;
固相萃取小柱及筛板:深圳逗点生物科技有限公司;
非那西汀:标准品,0.25 g/瓶,百灵威公司;
偶氮二异丁腈(AIBN):AR,天津市科密欧化学试剂有限公司;
甲基丙烯酸(MAA):AR,成都市科龙化学试剂厂;
乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA):AR,广州双键贸易有限公司;
乙腈:AR,天津四友生物医学技术有限公司;
甲醇、乙酸:AR,广州化学试剂厂;
丙酮:AR,天津市富宇精细化工有限公司。
精密称取模板分子(非那西汀)0.179 9 g置于25 mL安瓿瓶中,加入8 mL氯仿并超声震荡,待模板分子全部溶解后,加入4 mL甲基丙烯酸(MAA)、6 mL乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、30 mg偶氮二异丁腈(AIBN),通氮气5 min,超声震荡5 min使其充分混匀后,再通氮气10 min,低温真空封管后,置于60℃恒温水浴锅中聚合反应24 h,得白色块状聚合物。
取出聚合物用研钵研磨,过74 μm筛,用丙酮沉降3次,取粒径均匀部分在通风橱中挥干残留的丙酮。取适量聚合物用滤纸包好,置于索氏提取器中用甲醇-乙酸(100∶20)混合液加热连续回流24 h,然后再用纯甲醇加热连续回流24 h,用紫外检查回流液做跟踪检测,直至模板分子被洗涤干净。
取出聚合物置于60℃烘箱干燥12 h,密闭存放于干燥器中待用。
(1)标准曲线绘制
精密称取非那西汀0.134 5 g,用乙腈溶解定容至150 mL,摇匀,得浓度为5 mmol/L的非那西汀母液,经稀释后得到浓度依次为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.4、0.6 mmol/L的标准溶液系列。用1 cm石英比色皿,以乙腈为参比,取中间浓度标准溶液扫描紫外吸收谱图,得到最大吸收波长为250.5 nm。在250.5 nm波长下,测定标准溶液系列的吸光度,以吸光度A为纵坐标,浓度c(mmol/L)为横坐标,绘制标准曲线。
(2)络合量Q的测定
精密称取模板聚合物9份,每份30 mg,置于15 mL具塞锥形瓶中,其中一个记为空白对照,仅加入5 mL乙腈;其余编号1~8号,依次加入0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.4、0.6 mmol/L的非那西汀溶液5 mL。将上述9份样品置于振荡器上,在室温下振荡24 h。用针筒吸取清液,滤膜过滤后取滤液,用紫外分光光度法直接测定(或稀释后测定)吸附后的吸光度,计算模板聚合物对非那西汀的吸附量Q1。
空白聚合物测定方法同上,吸附量记为Q2。Q1与Q2之差Q即为特异性吸附量。
(1)固相萃取柱的前处理
称取模板聚合物和空白聚合物各0.5 g,分别装入固相萃取小柱中(柱容量5 mL,直径8 mm),干法装柱,用乙腈润湿聚合物,装好筛板。用乙腈冲洗,每次约3 mL,洗10次以上。
(2)固相萃取
取浓度为0.03 mmol/L的非那西汀溶液3 mL上样,萃取时间约5 min,收集过柱液。用乙腈为空白对照液,用紫外分光光度法定量测定过柱液吸光度,计算萃取率。
用乙腈-乙酸(100∶10)混合液3 mL洗脱,洗脱时间约5 min,收集洗脱液;用乙腈-乙酸(100∶10)为空白对照,用紫外分光光度法定量测定洗脱液吸光度。
按1.3(1)所述方法,以乙腈为参比,测定非那西汀系列标准溶液的吸光度A,得到的线性回归方程为c=-0.003+0.066A,r=0.999 9。
按1.3(2)所述方法,测定起始底物浓度变化时,聚合物对非那西汀的吸附量,吸附量的计算公式为Q=1 000V(c0-c)/30(c0为吸附前标准溶液的起始浓度、c为吸附后溶液浓度)。
表1 非那西汀模板聚合物吸附量Q1
从表1数据可以看出,非那西汀模板聚合物的吸附量的总趋势是随着溶液浓度的增加而增大。
表2 空白聚合物吸附量Q2
从表2数据可以看到,空白聚合物吸附量的总趋势是随着溶液浓度的增加而增大。图1为模板聚合物Q1与空白聚合物Q2数据比较柱状图。
图1 模板聚合物Q1与空白聚合物Q2数据比较柱状图
从表1、表2和图1可看到,虽然非那西汀模板聚合物和空白聚合物的吸附量总趋势是随着溶液的浓度增大而增大,但明显看到模板聚合物的吸附能力比空白聚合物的吸附能力强的多,因此可以认为非那西汀模板聚合物对非那西汀具有特异性吸附的性能。
按1.4所述方法完成固相萃取试验,得到试验数据见表3。
表3中数据显示,虽然两个小柱的过柱液的吸光度都较标准溶液有比较大幅度的下降,但由数据可以看出,模板聚合物的吸附能力明显优于空白聚合物的吸附能力;用乙腈-乙酸(体积比100∶10)为洗脱液洗脱时,仅需洗脱一次,固相萃取柱(模板)上的非那西汀几乎全部被洗脱下来,说明洗脱效果较好。
表3 固相萃取试验结果
对非那西汀印迹聚合物的固相萃取性能做了初步研究,而对固相萃取的压力、时间、溶剂、洗脱剂等没有进行更细致的探讨,得到的一次性萃取率为74.2%。根据色谱相关理论,如果换用极性更低的溶剂来溶解非那西汀,萃取率会更高。本研究用于固相萃取的标准溶液浓度为0.03 mmol/L,是根据系列试验所得出的结论,如果换用浓度更低的样品溶液,萃取率会更高。由于柱容量的限制,不宜选用浓度太大的样品上样。另外,洗脱时可以通过变换洗脱剂、增加洗脱时间、洗脱次数等方式来提高洗脱率。
[1] Simpson N J K. Solid phase extraction: principles, techniques, and applications[M]. New York and Basel: Marcel Dekker, 2000:19-38.
[2] Thurman E M, Mills M S. Solid phase extraction: principles and practice[M]. New York: John Wiley & Sons,1998:200-210.
[3] Fritz J S. Analytical solid-phase extraction[M]. New York: Wiley-VCH, 1999.
[4] Lars I Andersson. Molecular imprinting: developments and applications in the analytical chemistry field [J]. Journal of Chromatography B, 2000, 745:3-13.
[5] Masquee N, Marcee R M, Borrull F. Molecularly imprinted polymers: new tanor-made materials for selective solid-phase extraction [J]. Trends in Analytical Chemistry, 2001, 20(9):477-486.