氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法
2023-05-29 23:45:11
專利名稱：氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種化學和化工技術領域的方法，具體為一種氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法。
背景技術：
氨苄青黴素(ampicillin)為β-內醯胺類半合成廣譜抗生素，於1947年首次從微生物代謝物中分離得到，對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有較強的抗菌作用，因而廣泛用於獸醫臨床，是畜禽等農產品養殖中常用的抗生素類藥物，氨苄青黴素在食品中的殘留對人容易引起過敏反應，同時可誘導耐藥菌株的產生，與四環素、氯丙嗪混合使用時，易產生沉澱反應殘留在動物源性食品中，因此，動物源性食品中的青黴素殘留對人類健康構成了巨大威脅，不良毒副作用主要有產生輕度噁心、嘔吐、腹瀉等，嚴重時可出現腎臟毒性等。目前，青黴素殘留檢測方法主要有微生物法、免疫法、色譜法等，並採用了一些聯用技術。微生物法具有特異性差、靈敏度低、檢出限高(＞3mg/kg)等缺點。高效液相色譜法測定動物源性食品中的藥物殘留必需要經過一系列樣品處理過程，包括樣品的提取、脫蛋白、離心、層析柱淨化等。免疫法適合於一些易處理的樣品(尿樣、血液等)的現場、快速檢測。但當樣品中含有與抗生素結構相類似的其它化合物(如核苷類、肽類等)時，可能出現假陽性結果，嚴重影響結果判定。因此，從複雜生物基質中選擇性地分離純化目標物質的樣品前處理過程在食品安全檢測技術中是非常重要的。
分子印跡聚合物作為固相萃取填料是近年來分子印跡技術最具應用前途的一個領域，分子印跡在固相萃取方面的應用，主要時基於傳統的固相萃取技術，如包括柱預處理、上樣、淋洗、洗脫等步驟，主要集中在生物樣品中物質的提取方面，特別是生物流體中樣品的分析。分子印跡聚合物相對於傳統的固相萃取填料，具有更高的選擇性，因此，分子印跡固相萃取技術不僅用於分析物的富集，而且能有效的除去樣品基質的幹擾。近年來，分子印跡固相萃取技術已經成功應用於環境樣品(水或土壤)、食品、植物和菸草中相關微量、痕量物質的提取。
經對現有技術的文獻檢索發現，目前分子印跡技術已開始應用於食品中青黴素的檢測中。Urraca等在《Analytical Chemistry》(分析化學，2007，79，695-701)上發表的「Direct extraction of penicillin G and derivatives from aqueoussamples using a stoichiometrically imprinted polymer」(應用分子印跡聚合物叢水性樣品中提取青黴素G及其衍生物)，提出通過化學計量合成青黴素G的分子印跡聚合物，可直接從水樣中富集β-lactam抗生素。以上所述的聚合物主要是通過本體聚合法得到塊狀聚合物，經過研磨、篩分和沉降得到一定粒徑的無定形分子印跡聚合物，因此費時、費力，產率也低。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，具有簡單、高效製備出具有良好分子識別性能的分子印跡聚合物微球優點。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明具體包括以下步驟1)配製濃度為3％～6％聚乙烯醇溶液，如聚乙烯醇1788(市售)溶液濃度為3％～6％；2)然後將功能單體、模板分子(即氨苄青黴素)、引發劑(即偶氮二異丁腈AIBN)、致孔劑和交聯劑混合，超聲，加入步驟1)中配製的聚乙烯醇1788溶液中，恆速攪拌24h；3)反應結束後，70℃水中攪拌60min，過濾，超聲振蕩，依次用雙蒸水洗滌2次，甲醇洗滌3次，丙酮洗滌2次，每次10min，最後通過索氏萃取法(為現有技術中的方法)除去模板分子；4)將去除模板分子後的聚合物，50℃溫度下真空乾燥，得到氨苄青黴素分子印跡聚合物微球。
步驟2)中，所述的致孔劑，為二甲亞碸∶氯仿體積比＝1∶1的混合溶液。
步驟2)中，所述的功能單體，為甲基丙烯酸(MAA)，或三氟甲基丙烯酸(TFMAA)，或4-乙烯吡啶(4-VP)，或甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯(DAM)。
步驟2)中，所述的交聯劑，為乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)。
步驟2)中，所述的超聲，其超聲時間為5min～10min。
步驟2)中，所述的恆速攪拌，其條件是溫度控制在60℃～80℃之間，攪拌速度為400rpm～600rpm。
所述的1)、2)、3)、4)四個步驟，是在保持氮氣氣氛條件下進行的。
所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球，其表面有許多小孔，平均粒徑約為15μm～60μm。-採用本發明製備的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球，將其用作固相萃取材料，對食品基質中氨苄青黴素進行分離純化。本發明應用於固相萃取，具有柱效高、選擇性好等優點，可直接用於對食品基質(如蜂蜜等)中，青黴素的特異選擇性分離、高效富集。本發明在固相萃取分離提純應用①稱取氨苄青黴素分子印跡聚合物微球(質量為0.100g～0.200g)，裝入10ml的固相萃取小柱；②然後用5ml甲醇、1ml水溶液對柱進行活化後，將樣品溶液過柱；③用淋洗溶液(淋洗溶液為5％乙腈水溶液，淋洗體積為2ml)，3×1ml，除去雜質；④採用有機溶劑作為洗脫液(甲醇或乙腈溶液，洗脫體積為5ml)，收集氨苄青黴素。其後經0.22μm濾膜過濾，再通過液相色譜法或螢光檢測方法，進行檢測。
與現有技術相比，本發明方法直接製備得到合適粒徑的分子印跡聚合物微球，填充在分子印跡固相萃取小柱中，可以直接從富水介質中分離、純化殘留的氨苄青黴素，除去食品基質中的雜質。
本發明以氨苄青黴素為模板分子，採用懸浮聚合法得到氨苄青黴素的分子印跡聚合物，對模板分子具有較強的識別能力，很高的選擇性和靈敏度，對食品基質中，如蜂蜜，氨苄青黴素進行分離、純化、富集，採用高效液相色譜，螢光法進行檢測，樣品回收率可達85％以上。
具體實施例方式
下面對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
實施例1本實施例是在以下實施條件和技術要求條件下實施的氨苄青黴素的分子印跡聚合物微球的製備首先配製濃度為3％的聚乙烯醇1788溶液；然後將DAM、氨苄青黴素、二甲亞碸和氯仿、EDGMA和AIBN，混合，超聲作用5min，加入到100mL聚乙烯醇1788溶液中，60℃，400rpm，恆速攪拌24h；反應結束後，70℃水中攪拌60min，過濾，採用超聲振蕩方法，依次用50ml雙蒸水洗滌2次，50ml甲醇洗滌3次，50ml丙酮洗滌2次(除去殘留的分散劑、單體等有機物)，每次10min，最後通過甲醇∶乙酸(90∶10)、甲醇(100％)索氏萃取進一步除去模板分子；將除去模板分子的聚合物，真空乾燥(50℃)，得到60μm青黴素分子印跡聚合物微球。
本實施例具有簡單、高效製備出具有良好分子識別性能的分子印跡聚合物微球優點。本實施例可應用於固相萃取小柱對氨苄青黴素具有專一選擇性，可以選擇性從動物源性食品基質中分離純化氨苄青黴素。
實施例2本實施例是在以下實施條件和技術要求條件下實施的氨苄青黴素的分子印跡聚合物微球的製備首先配製濃度為6％的聚乙烯醇1788溶液；然後將MAA、氨苄青黴素、二甲亞碸和氯仿、EDGMA和AIBN，混合，超聲作用10min，加入到100mL聚乙烯醇1788溶液中，80℃，600rpm，恆速攪拌24h；反應結束後，70℃水中攪拌60min，過濾，採用超聲振蕩方法，依次用50ml雙蒸水洗滌2次，50ml甲醇洗滌3次，50ml丙酮洗滌2次(除去殘留的分散劑、單體等有機物)，每次10min，最後通過甲醇∶乙酸(90∶10)、甲醇(100％)索氏萃取進一步除去模板分子；將除去模板分子的聚合物，真空乾燥(50℃)，得到15μm青黴素分子印跡聚合物微球。
本實施例具有簡單、高效製備出具有良好分子識別性能的分子印跡聚合物微球優點。本實施例可應用於固相萃取小柱對氨苄青黴素具有專一選擇性，可以選擇性從動物源性食品基質中分離純化氨苄青黴素。
實施例3本實施例是在以下實施條件和技術要求條件下實施的氨苄青黴素的分子印跡聚合物微球的製備首先配製濃度為4％的聚乙烯醇1788溶液；然後將TFMAA、氨苄青黴素、二甲亞碸和氯仿、EDGMA和AIBN，混合，超聲作用8min，加入到100mL聚乙烯醇1788溶液中，70℃，500rpm，恆速攪拌24h；反應結束後，70℃水中攪拌60min，過濾，採用超聲振蕩方法，依次用50ml雙蒸水洗滌2次，50ml甲醇洗滌3次，50ml丙酮洗滌2次(除去殘留的分散劑、單體等有機物)，每次10min，最後通過甲醇∶乙酸(90∶10)、甲醇(100％)索氏萃取進一步除去模板分子；將除去模板分子的聚合物，真空乾燥(50℃)，得到40μm青黴素分子印跡聚合物微球。
本實施例具有簡單、高效製備出具有良好分子識別性能的分子印跡聚合物微球優點。本實施例可應用於固相萃取小柱對氨苄青黴素具有專一選擇性，可以選擇性從動物源性食品基質中分離純化氨苄青黴素。
實施例4本實施例是在以下實施條件和技術要求條件下實施的氨苄青黴素的分子印跡聚合物微球的製備首先配製濃度為3％的聚乙烯醇1788溶液；然後將4-VP、氨苄青黴素、二甲亞碸和氯仿、EDGMA和AIBN，混合，超聲作用5min，加入到100mL聚乙烯醇1788溶液中，60℃，400rpm，恆速攪拌24h；反應結束後，70℃水中攪拌60min，過濾，採用超聲振蕩方法，依次用50ml雙蒸水洗滌2次，50ml甲醇洗滌3次，50ml丙酮洗滌2次(除去殘留的分散劑、單體等有機物)，每次10min，最後通過甲醇∶乙酸(90∶10)、甲醇(100％)索氏萃取進一步除去模板分子；將除去模板分子的聚合物，真空乾燥(50℃)，得到60μm青黴素分子印跡聚合物微球。
本實施例具有簡單、高效製備出具有良好分子識別性能的分子印跡聚合物微球優點。本實施例可應用於固相萃取小柱對氨苄青黴素具有專一選擇性，可以選擇性從動物源性食品基質中分離純化氨苄青黴素。
權利要求
1.一種氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟1)配製濃度為3％～6％聚乙烯醇溶液；2)然後將功能單體、模板分子、引發劑、致孔劑和交聯劑混合，超聲，加入步驟1)中聚乙烯醇溶液中，恆速攪拌24h；3)反應結束後，70℃水中攪拌60min，過濾，超聲振蕩，依次用雙蒸水洗滌2次，甲醇洗滌3次，丙酮洗滌2次，每次10min，最後通過索氏萃取除去模板分子；4)將去除模板分子後的聚合物，50℃溫度下真空乾燥，得到氨苄青黴素分子印跡聚合物微球。
2.如權利要求1所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，步驟2)中，所述的功能單體，為甲基丙烯酸，或三氟甲基丙烯酸，或4一乙烯吡啶，或甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯。
3.如權利要求1所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，步驟2)中，所述的致孔劑，為二甲亞碸與氯仿的混合溶液。
4.如權利要求3所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，所述的混合溶液，其體積比為二甲亞碸∶氯仿＝1∶1。
5.如權利要求1所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，步驟2)中，所述的交聯劑，為乙二醇二甲基丙烯酸酯，或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
6.如權利要求1所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，步驟2)中，所述的超聲，其超聲時間為5min～10min。
7.如權利要求1所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，步驟2)中，所述的恆速攪拌，其條件是溫度控制在60℃～80℃之間。
8.如權利要求1或7所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，所述的恆速攪拌，其攪拌速度為400rpm～600rpm。
9.如權利要求1所述的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，其特徵是，所述的1)、2)、3)、4)四個步驟，是在保持氮氣氣氛條件下進行的。
全文摘要
一種化學和化工技術領域的氨苄青黴素分子印跡聚合物微球的製備方法，包括配製濃度為3％～6％聚乙烯醇溶液，將功能單體、模板分子、引發劑、致孔劑和交聯劑混合，超聲，加入乙烯醇1788溶液中，攪拌，70℃水中攪拌60min，過濾，超聲振蕩，依次用雙蒸水洗滌2次，甲醇洗滌3次，丙酮洗滌2次，每次10min，除去模板分子，50℃溫度下真空乾燥，得到氨苄青黴素分子印跡聚合物微球。本發明具有簡單、高效製備出具有良好分子識別性能的分子印跡聚合物微球優點。本發明可應用於固相萃取，具有柱效高、選擇性好等優點，可直接用於對食品基質(如蜂蜜等)中，青黴素的特異選擇性分離、高效富集。
文檔編號C08F2/44GK101092490SQ200710042899
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者張大兵, 武愛波, 史西志 申請人:上海交通大學