分子印迹固相萃取技术在水产药物残留分析中应用进展

2017-03-01 21:42王丽博苏立强
化工时刊 2017年8期
关键词:孔雀石磺胺印迹

王丽博 苏立强

(齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

水产品越来越多受到消费者的喜爱,同时水产药物滥用问题也随之出现。我国相关管理部门为保证水产品质量安全,制定了《水产养殖质量安全管理规定》[1]、《NY 5071-2002无公害食品渔用药物使用准则》[2]]等行业标准控制水产品质量。

样品前处理是影响检测的灵敏度和准确性的关键[3~5]。分子印迹固相萃取方法是近年发展起来的新型的前处理技术,它是以对目标分析物具有特异识别性能的印迹材料做为固相萃取吸附介质,实现对复杂样品中痕量物质的分离和富集,被广泛应用样品前处理领域[6~8]。本文介绍了分子印迹技术固相萃取在水产药物残留分析中的应用。

1 分子印迹固相萃取技术简介

样品前处理是通过提取、除杂、浓缩等步骤,将目标物与复杂样品基质分离开来。是整个分析中最耗时的过程,而 80% 的误差源于前处理过程。因此,建立一种高效、快捷的前处理方法至关重要[9,10]。

固相萃取(SPE)由于其操作简单、形式多样、溶剂用量少等优点,是大型仪器分析检测前首选的预处理方法。它是利用固体吸附材料将液体样品中的目标化合物吸附从而达到分离的目的,常用的固相萃取材料有C18、C8、氧化铝、石墨化碳黑、氨基填料、PS树脂、XAD-2、GDX-502、HLB等[11~13]。然而,这些传统的固相萃取吸附材料选择性较差。因此制备选择性吸附材料至关重要。

分子印迹技术(MIT)是基于分子识别理论,制备一种对目标分子具有高选择性聚合物的技术[14]。将分子印迹聚合物做为固相萃取吸附填料,可特异选择吸附待测目标物,有效排除基体内源物干扰,将痕量分析物从样品基质中分离并富集[15,16]。近几年,分子印迹与固相萃取相结合技术快速发展起来,越来越多应用于复杂样品的前处理过程中。

2 分子印迹固相萃取技术在水产药物残留分析中的应用

2.1 在抗生素类药物残留分析中的应用

磺胺类药物[17-18]为人工合成的抗菌药,其代表物有磺胺甲唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺异唑等。具有价格低廉及高效抑菌等特点,但存在着易引发人体过敏性反应,造血系统紊乱及致肿瘤等危害。我国农业部规定其在动物源食品中残留总量不得超过0.1 mg/kg[19],其中磺胺噻唑,磺胺脒为水产禁用药物。曹海艳[20]等制备了磺胺甲恶唑分子印迹聚合物,结合高效液相色谱法(HPLC)对5种实际样品(红湖水样、水上乐园水样、鱼塘水样、牛尿和猪尿)中微量磺胺甲恶唑进行测定。结果表明,在采集的5种水样中均检出磺胺甲恶唑,其浓度分别为0.76、1.23、1.94、202.0、435.3 μg·L-1。秦世丽[21]以磺胺甲基嘧啶和磺胺甲恶唑为混合模板,制备吸收磺胺类药物高选择性的分子印迹聚合物。用于鱼类养殖水(养鱼池原水,养鱼池卵化用水,养鱼池越冬池水)中的磺胺类药物残留分析。 回收率和RSD分别为84.16%~101.19%和1.98%~7.10%。 在养殖水样中检测到磺胺类物质,浓度为8.49~74.60 ng /L。

喹诺酮类药物[22]是近年来发展的人工合成抗生素。常用药物有诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星、氟罗沙星等,因其具有抗菌谱广、抗菌活性强、耐药性强的特点,被广泛用于鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊、鱼、虾、蟹等养殖中的疾病防治。但对人体会造成溶血性贫血、肝中毒、肾功损坏等危害。毛艳丽[23]等以氨基改性的磁性高岭土为载体,采用原子转移自由基聚合法制备环丙沙星表面印迹聚合物,结合高效液相色谱法对鲜鱼样品中痕量环丙沙星进行分离,富集和回收,富集倍数为28.5,平均加标回收率为 92.15%。

呋喃类药物[24]是一类化学合成抗菌类药物,对治疗动物疥疮、赤鳍病、溃疡病有较好疗效,被广泛用于畜禽及水产养殖业。但易引发人体多发性神经炎、眼部损害和急性肝坏死等病症。我国农业部规定,硝基呋喃类药物及其代谢物不得在动物源食品中检出[25]。高文惠[26]等分别以氨基脲和1-氨基乙内酰脲两种硝基呋喃类药物代谢物为模板分子,采用本体聚合法合成印迹聚合物,结合高效液相色谱法对实际样品中的硝基呋喃类药物残留进行测定,在鲤鱼肉和鲜鸡肉样品中两种代谢物的回收率范围为 81.0%~85.5%,相对标准偏差为1.98%~5.01%(n=6)。

三苯甲烷类物质[27-28]包括孔雀石绿,结晶紫,隐性孔雀石绿等,对治疗鱼体水霉病有显著效果。但孔雀石绿具有高毒、高残留和高致癌、诱变等危害。自2002年起,孔雀石绿及其代谢物被列为水产禁用药物[2],由于孔雀石绿药效快且价格低廉,因此,目前非法使用现象屡有发生。张建清[29]等人以孔雀石绿为模板分子,采用原位聚合法制备印迹聚合物检测板。以化学发光免疫分析法对海参,扇贝和蚬子中加标的孔雀石绿进行分离和富集,其检测限为 3. 355 ng/m L,平均回收率为119. 44% ,变异系数小于20%。Le[30]等人通过荧光共振技术制备以CdTe量子点的孔雀石绿荧光探针,用于水样和鱼样中的孔雀石绿残留分析,其检出限为0.059 μmol/L(3σ,n = 9),水样中回收率为94.8%~98.1%,鱼类样品中回收率为98.1%~106.2%。

2.2 在促生长类药物残留分析中的应用

促生长类药物[31]有性激素类及酰胺醇类,如己烯雌酚,喹乙醇等均为水产禁药[32]。己烯雌酚[33]能促进蛋白质的合成代谢,提高动物日增重,广泛用于促动物成长、促动物交配繁殖。但易引起人体肝脏和肾脏损害,诱发女性乳腺癌、卵巢癌,导致孕妇胎儿畸形等危害。Jiang[34]等在Fe3O4/SiO2载体表面引入CdS量子点,制备己烯雌酚分子印迹探针。在鱼肉样品中的回收率为91.2~111.3%,检出限(LOD)为0.1 pg/mL(S/N = 3)。该传感器在鱼样品中显示出高选择性和良好的回收率。

喹乙醇[35]被称为“水产瘦肉精”,其毒性在不同动物种属中存在巨大差异,特别对鱼类和禽类,具有蓄积毒性和遗传毒性,甚至对部分鱼类有明显致畸作用,并且易对人体造成肝肾中毒,免疫中毒,抑制机体骨髓造血等危害。Wang[36]等以羧基化的多壁碳纳米管为载体,制备喹乙醇分子印迹电化学传感器。建立了猪肉样品和鱼肉样品中喹乙醇分析方法,在猪肉样品回收率为80.7~101.3%,在鱼肉样品回收率为91.6~107.4%,RSD值小于11.4%。赵冬艳[37]等以本体聚合法制备的喹乙醇分子印迹聚合物,建立分子印迹固相萃取与高效液相色谱联用喹乙醇残留分析方法,在鱼饲料中喹乙醇的加标回收率为89.5%~93.4%。最低检测限(S/N=3)为88.0 ng/L,相对标准偏差为 4.6%。

3 展 望

分子印迹固相萃取技术由于其高度亲和力和特异识别能力,可实现对复杂样品中痕量待测物的分离和富集,在水产药物残留分析领域得到了广泛的应用。但仍存在一些问题,如在富水体系中选择性低、模板分子渗漏、生物大分子堵塞等问题。为完善分子印迹技术,专家学者们正致力于解决这些问题,目前已有相关报道,分子印迹固相萃取技术将有更广泛的应用前景。

[1] 农业部.水产养殖质量安全管理规定[Z].中华人民共和国农业部第31号公告,2003.

[2] 农业部.无公害食品渔用药物使用准则[Z].中华人民共和国农业部NY 5071-2002公告,2002.

[3] 王丽君,曹旭敏,孙晓亮 等.分子印迹固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法快速测定猪尿中15种β2-受体激动剂残留[J].色谱,2016,34(3):240~248.

[4] 阮学余.水产品质量安全性因素危害分析[J].农业与技术,2014,34(5):255~256.

[5] 王 芳,李道敏,李兆周.分子印迹技术在食品药品分析检测中的应用[J].核农学报,2015,29(7):1 358~1 365.

[6] 马润恬,师彦平. 样品分析中分子印迹固相萃取的新技术进展[J]. 色谱,2016,34(3):223~225.

[7] 张亮,潘建明,徐龙搬 等.分子印迹技术最新研究进剧[J].化学试剂,2013,35(8):673~678.

[8] Karsten H..Microchimica Acta special issue MIP 2012 on Molecularly imprinted polymers-science and technology[J]. Microchimica Acta,2013,180:1 357~1 358.

[9] Xiao Wu..Yarong Li..Xiaoliang Zhu. et al. Dummy molecularly imprinted magnetic nanoparticles for dispersive solid-phase extraction and determination of bisphenol A in water samples and orange juice[J]. Talanta,2017,162:57~64.

[10] 凯洁,罗秋水,余瑞龙 等.分子印迹固相萃取/高效液相色谱法测定猪肝中盐酸克伦特罗的方法研究[J].分析测试学报,2016,35(1):115~118.

[11] Luo X. B..Zhong W. P.. Luo J. M., et al . Lithiumion-imprinted polymers with hydrophilic PHEMA polymer brushes: the role of grafting density in anti-interference and anti-blockage in wastewater[J]. Colloid Interface Sci. 2017,492, 146~156.

[12] Andac Müge..Galaev Igor Yu..Denizli Adil.. Affinity based and molecularly imprinted cryogels: Applications in biomacromolecule purification.[J]. Journal of chromatography. B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences,2016,34(9):1 016~1 027.

[13] 祖广权,苏立强,赵琪 等.磺胺二甲氧嗪分子印迹固相萃取介质的研制及应用[J].化工新型材料,2017,45(3):247~249.

[14] Qing Sun..Zhi Xiang Xu..Li Min Zhang et al.. The Recent Advance of Molecularly Imprinted on-Line Solid Phase Extraction and its Application in Sample Pretreatment - A Mini Review[J]. Advanced Materials Research,2012,1583(415):1 799~1 805.

[15] Saeedeh Ansari..Majid Karimi..Novel developments and trends of analytical methods for drug analysis in biological and environmental samples by molecularly imprinted polymers[J]. Trends in Analytical Chemistry,2017,89:146~162.

[16] Shili Qin..Liqiang Su..Peng Wang..Sheng Deng..Mixed templates molecularly imprinted solid-phase extraction for the detection of sulfonamides in fish farming water [J]. Journal of Applied Polymer Science, 2014,132:41 491~41 501.

[17] Snehal Patel..Halak Vasavada..Panchsila Damor.et al. Impact of antibiotic stewardship strategy on the outcome of non-critical hospitalized children with suspected viral infection[J]. Pediatric Infectious Disease,2016,15,186~190.

[18] Shili Qin.. Liqiang Su,.. Peng Wang.. Rapid and selective extraction of multiple sulfonamides in aqueous samples based on Fe3O4-chitosan molecularly imprinted polymers [J]. Analytical Methods, 2015, 7:8 704~8 713.

[19] 农业部.动物性食品中兽药最高残留限量[Z].中华人民共和国农业部第235号公告,2002.

[20] 曹海艳,苏玉红,李婧 等.水中微量磺胺甲硝唑的现场快速前处理方法[J].环境化学,2016,35(4):698~702.

[21] 秦世丽.分子印迹聚合物的制备及磺胺类[D].哈尔滨工业大学博士论文,2016.

[22] 苏立强,李晶,刘静禹 等. 粉煤灰基氧氟沙星分子印迹聚合物的制备及其固相萃取应用研究[J]. 化学通报,2017,80(3):293~297.

[23] 毛艳丽,罗世田,吴俊峰 等.高岭土磁性复合材料表面印迹聚合物选择性吸附分离环丙沙星[J]. 无机化学学报,2017,33(1):81~88.

[24] 王传现,黄帆,王敏 等. 液相色谱-串联质谱法检测水产品中残留的硝基呋喃类药物的代谢物[J]. 色谱.,2013,31(3):206~210.

[25] 农业部.食品动物禁用的兽药及其它化合物清单[Z].中华人民共和国农业部第193号公告,2002.

[26] 陈孝建. 硝基呋喃类药物分子印迹聚合物合成及其固相萃取分析研究[D].广东工业大学硕士论文,2016.

[27] 阮长平,艾可龙,逯乐慧.耐酸性的磁性纳米复合材料去除水中有机污染物[J]. 分析化学,2016,44(2):224~231.

[28] 张建清,李明,张思等.孔雀绿分子印迹96孔检测板的制备及应用研究[J].化学通报,2016,79(4):366~371.

[29] Xiaoxiao You..Lei Gao.. Dongli Qin.et al. Preparation of magnetic molecularly imprinted polymers by atom transfer radical polymerization for the rapid extraction of avermectin from fish samples[J].Journal of Separation Science,2017,2:227~232.

[30] Tingting Xiao..Xizhi Shi..Haifeng Jiao. et al. Selective and sensitive determination of cypermethrin in fish via enzyme-linked immunosorbent assay-like method based on molecularly imprinted artificial antibody-quantum dot optosensing materials[J]. Biosensors and Bioelectronics,2016,75:34~40.

[31] 张秋菊,曹林波,翁少梅 等. 固相微萃取-高效液相色谱法测定牛奶和肉类中己烯雌酚、丙酸睾酮和双酚A[J]. 中国卫生检验杂志,2017,27(3):635~638.

[32] 农业部.无公害农产品生产质量安全质量控制技术规范,第13部分:养殖水产品[Z].中华人民共和国农业部NY/T2798.13-2015公告,2015.

[33] Jiang X M.. Zhao C D..Jiang N ..Zbang H X..Selective solid-phase extraction using molecular imprinted polymer for the analysis ofdiethylstilbestrol[J].Food Chemistry,2008,108:1 061~1 067.

[34] Qianli Jiang..Denan Zhang..Yuting Cao.et al.An antibody-free and signal-on type electrochemiluminescence sensor for diethylstilbestrol detection based on magnetic molecularly imprinted polymers-quantum dots labeled aptamer conjugated probes[J]. Journal of Electroanalytical Chemistry,2017,789:1 061~1 072.

[35] 孔祥吉,王娜,许静等.斑马鱼体内喹乙醇的检测技术及富集特性研究[J]. 中国抗生素杂志,2016,4(1):55~59.

[36] Hongwu Wang..Su Yao..Yanqing Liu.et al. Molecularly imprinted electrochemical sensor based on Au nanoparticles in carboxylated multi-walled carbon nanotubes for sensitive determination of olaquindox in food and feedstuffs[J]. Biosensors and Bioelectronics,2017,8(92):101~121.

[37] 赵冬艳,胡冬冬,余伟伟.分子印迹固相萃取-高效液相色谱联用检测饲料中喹乙醇的研究[J].粮食与饲料工业,2016,1(18):72~75.

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