一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料及其制備方法和應(yīng)用。其制備方法如下：將一定比例的納米二氧化硅、功能單體和少量表面活性劑混合為水相溶液，將一定比例的交聯(lián)劑、致孔劑和引發(fā)劑混合為油相溶液，再將孔雀石綠加入水相或油相中，同時(shí)將水相或油相漩渦振蕩混合均勻，放入水浴中反應(yīng)一定時(shí)間，得到聚合物微球。用氫氟酸洗去二氧化硅，用溶劑洗去孔雀石綠后得到分子印跡微球。將其裝入固相萃取柱中，可成功用于水產(chǎn)品中微量孔雀石綠的檢測，本發(fā)明的制備方法以無機(jī)物為相界面，使用手搖即可形成穩(wěn)定的微乳液，環(huán)境友好、制備方法簡單、在加熱聚合過程中也不會(huì)破乳，防止了聚合過程結(jié)塊，得到的分子印跡材料成微球狀，強(qiáng)度高，粒徑可控。
【專利說明】
一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，具體是指一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料及其制備 方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 孔雀石綠，英文名malachite green，是一類三苯烷基染料，進(jìn)入生物體中，常代謝 為無色的隱色孔雀石綠，均屬于難降解消除的多苯環(huán)結(jié)構(gòu)?？兹甘G常作為染料被用于制 陶業(yè)、紡織業(yè)、皮革業(yè)、食品著色劑和細(xì)胞化學(xué)染色劑，1933年起其作為驅(qū)蟲劑、殺蟲劑、防 腐劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中使用，后曾被廣泛用于預(yù)防與治療各類水產(chǎn)動(dòng)物的水霉病、鰓霉病和 小瓜蟲病。因其具有具有致癌、致畸和致突變等毒性[1，2]，因此在美國、日本、英國等許多 國家已禁止將MG用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，我國農(nóng)業(yè)部也于2002年將其列入《食品動(dòng)物禁用的獸藥 及其化合物清單》。
[0003] 在我國政府法規(guī)嚴(yán)控下，仍有部分不法養(yǎng)殖戶違規(guī)使用孔雀石綠，導(dǎo)致市場上的 水產(chǎn)品中檢出孔雀石綠的報(bào)道不斷。而國家食品藥品監(jiān)管總局2015年8月召開"2015年上半 年食品安全抽檢情況"新聞發(fā)布會(huì)表示，水產(chǎn)及水產(chǎn)制品的樣品合格率僅為92.8%，其中部 分樣品檢出孔雀石綠等禁限用農(nóng)獸藥。
[0004] 分子印跡材料(Molecular imprinting polymers, MIPs)通過在聚合物中構(gòu)建出 對(duì)模板分子具有選擇性的吸附位點(diǎn)，脫去模板分子后形成了空穴，可以避免其它物質(zhì)對(duì)吸 附位點(diǎn)的堵塞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模板分子的特異性識(shí)別和富集。已有分子印跡材料用于孔雀石 綠特異性吸附的文獻(xiàn)，其制備方法有本體聚合、乳液聚合、分散聚合、沉淀聚合，其中本體聚 合僅得到塊狀聚合物，需要經(jīng)過碾磨得到印跡顆粒。碾磨會(huì)造成印跡顆粒在形狀和尺寸上 不均一，部分高親和力的印跡位點(diǎn)被機(jī)械碾磨破壞，影響其特異性吸附能力。中國發(fā)明專利 CN200710304752.7公開了一種分子印跡聚合物微球的制備方法，用懸浮乳液聚合法制備， 得到的聚合物微球用于孔雀石綠吸附，測定的水產(chǎn)品中孔雀石綠含量為0.14-0.29ppm。 CN2009 100783 19.5用微流控的方法制備用于孔雀石綠吸附的分子印跡聚合物。 CN201110365902.1采用噴流懸浮聚合法得到孔雀石綠分子印跡聚合物。以上乳液聚合形成 的分子印跡材料粒徑可控，但需使用大量表面活性劑或助乳化劑吸附在兩相界面，會(huì)造成 污染，干擾模板分子與聚合物形成識(shí)別位點(diǎn)，破壞特異性吸附。
[0005] 皮克林乳液(Pickering emulsion)與常規(guī)的由表面活性劑穩(wěn)定的乳液不同，是 由吸附到兩相界面的固體微粒穩(wěn)定的乳濁液。因兩相界面為無機(jī)非金屬粒子，幾乎無毒副 作用;使用完畢后也無須后處理，環(huán)境友好。而由固體微粒、模板、致孔劑和高分子單體通過 分子間作用力自組裝形成的超分子網(wǎng)絡(luò)體系將形成均勻理想的球形皮克林乳液液滴，經(jīng)過 交聯(lián)固定后得到球形多孔吸附材料，在一定條件下除去模板后即得到對(duì)模板有特異性吸附 能力的分子印跡材料。
[0006] 2011年瑞典Lund大學(xué)的Ye率先利用皮克林乳液聚合制備MIPS(Chem. Commun. 2011,47：10359-10361；Soft Matter,2012,8：7169-7176；Commun. 2012,66 :8198-8200； Journal of Hazardous Materials, 2015,289:28-37 )，其用含萘酸環(huán)和亞胺基的心得安 及其類似物作為模板，甲基丙稀酸改性納米二氧化娃，制備分子印跡材料。Hongxiang Ou等 用殼聚糖粒子制備的磁性MIPS用于紅霉素的吸附(Analytica Chimica Acta, 2015，872: 35-45); Jiajia Yang將皮克林乳液制備的MIPS用于人尿中八種雙酚化合物的測定 (Engineering Journal, 2014,257:317-327) Jengying Gan等將木質(zhì)素粒子作為穩(wěn)定劑 制備水包油的皮克林乳液，自由基聚合得到直徑在l〇-65m的微球，用于氯氟氰菊酯的吸附 (Chemical Engineering Journal, 2015，266: 299-308)。目前尚未有將皮克林乳液用于 孔雀石綠分子吸附材料制備的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種環(huán)境友好、制備方法簡單、粒徑可控的皮克林孔 雀石綠分子印跡材料的制備方法； 本發(fā)明的另一目的在于提供皮克林孔雀石綠分子印跡材料的應(yīng)用。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案： 一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，包括以下步驟： S1、在一容器中加入定量的納米二氧化硅、功能單體、氫氧化鈉溶液和表面活性劑溶 液，混合均勻后得到水相溶液； S2、稱取一定量的交聯(lián)劑，孔雀石綠，致孔劑和引發(fā)劑入另一容器中，混合均勻后得到 油相溶液； 53、 將一定量的孔雀石綠加入水相或油相中，然后將水相溶液或油相溶液混合均勻，并 得到穩(wěn)定的分散液，將該分散液放入60° C水浴中加熱12小時(shí)，并得到含有聚合物微球的混 合物； 54、 用氫氟酸浸泡洗去含有聚合物微球的混合物中的二氧化硅，再用溶劑洗滌，直至 HPLC測不出孔雀石綠及隱色孔雀石綠，即得到皮克林孔雀石綠分子印跡材料。
[0009] 進(jìn)一步地，S1中，納米二氧化娃的粒徑在l-50nm之間，納米二氧化娃與功能單體的 質(zhì)量體積比為1000: lmg/ml，功能單體的種類包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯的 一種或幾種。
[0010]進(jìn)一步地，氫氧化鈉溶液的濃度為l_3mol/L，用量為功能單體的10%-50%。
[0011] 進(jìn)一步地，表面活性劑包括但不限于十二烷基硫酸鈉，TX-100，聚乙二醇，脂肪醇 聚氧乙烯醚的一種或幾種，用量為功能單體的1-5%。
[0012] 進(jìn)一步地，交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯，用量為功能單體的3-10倍，孔雀石綠 用量為功能單體的〇. 01-1倍，致孔劑為甲苯，用量為功能單體的〇. 5-2倍。
[0013] 進(jìn)一步地，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，過氧化苯甲酰，過硫酸鉀的一種或幾種，用量 為功能單體與交聯(lián)劑總量的0.1%-5%。
[0014] 進(jìn)一步地，氫氟酸的濃度為10%_30%;洗滌溶劑為乙腈/甲醇/乙酸的一種或幾種混 合物，聚合物微球顆粒粒徑為50-500μηι。
[0015] 上述方法制成的皮克林孔雀石綠分子印跡材料。
[0016] 皮克林孔雀石綠分子印跡材料用于水產(chǎn)品中孔雀石綠的測定。
[0017] 皮克林孔雀石綠分子印跡材料用于水產(chǎn)品中孔雀石綠的測定方法，包括以下步 驟： 551、 將5克被測品用攪拌機(jī)打碎，勻漿，加入1.5mL硼氫化鉀溶液攪拌后靜置lOmin，加 入1 OmL乙臆反復(fù)游禍振蕩提取二次得到乙臆提取液； 552、 將乙腈提取液通過加入500mg皮克林孔雀石綠分子印跡材料，再用3mL乙腈混合液 洗脫，得到的洗脫液用HPLC檢測，該乙腈混合液包括質(zhì)量比為8:2的乙腈和醋酸銨溶液，醋 酸銨溶液的濃度為〇. lmol/L。
[0018] 本發(fā)明的制備方法以無機(jī)物為相界面，使用手搖即可形成穩(wěn)定的微乳液，環(huán)境友 好、制備方法簡單、在加熱聚合過程中也不會(huì)破乳，防止了聚合過程結(jié)塊，得到的分子印跡 材料成微球狀，強(qiáng)度高，粒徑可控。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限 定。
[0020] 實(shí)施例1 在15mL具塞試管中稱取粒徑為10nm的納米二氧化硅20毫克，功能單體0.27毫升，3M氫 氧化鈉溶液0.5mL，0.3%的TX-100溶液6mL，手搖混合均勻，此為水相溶液。另取15mL具塞試 管加入乙二醇二甲基丙烯酸酯1.728mL，孔雀石綠10mg，甲苯20〇nL，偶氮二乙丁腈20mg，手 搖混合均勻，此為油相溶液。將二者混合搖勻可得到均勻穩(wěn)定的乳液。60° C水浴加熱12小時(shí) 后，得到聚合物微球沉在試管底部。用30%氫氟酸浸泡脫除二氧化硅，再用1:1的甲醇醋酸溶 液洗滌至HPLC測不出孔雀石綠。得到粒徑在50-200μπι的孔雀石綠分子印跡微球。
[0021] 實(shí)施例2 將實(shí)施例1中的氫氧化鈉溶液濃度改成1Μ，表面活性劑改成0.1%的十二烷基硫酸鈉溶 液6mL，其它不變。
[0022] 實(shí)施例3 將實(shí)施例1中的乙二醇二甲基丙烯酸酯用量改為3.5mL，孔雀石綠用量變?yōu)?00mg，引發(fā) 劑變?yōu)檫^硫酸鉀20mg加入水相中，氫氟酸濃度改為10%，其它不變。
[0023] 實(shí)施例4 將實(shí)施例1中的功能單體改為丙烯酸〇.27mL，苯乙烯0.5mL，甲苯用量為500UL，其它不 變。
[0024] 實(shí)施例5 將實(shí)施例1中的孔雀石綠用量變?yōu)?mg，表面活性劑改為0.05%的脂肪醇聚氧乙烯醚 5mL，其它不變。
[0025] 實(shí)施例6 將實(shí)施例1中的功能單體改為丙烯酸〇. 5mL，苯乙烯0.5mL，孔雀石綠用量改為20mg，乙 二醇二甲基丙烯酸酯用量改為1.2mL，其它不變。
[0026] 實(shí)施例7 將實(shí)施例1中的孔雀石綠加入水相中，其它不變。
[0027] 實(shí)施例8 稱取5g( +_0.02)魚肉于50ml的離心管，加標(biāo)（lml50ppb的隱色孔雀石綠)靜置10分鐘， 加入1.5ml硼氫化鉀溶液，4ml乙腈，超聲15分鐘，振蕩10分鐘，再加入4mL乙腈，5g酸性氧化 鋁粉末，2.5mL的0.05mo VL對(duì)甲苯磺酸溶液，1.5mL25%的鹽酸羥胺溶液，5mL0.125mol/L乙 酸銨溶液，然后在5° C下8000轉(zhuǎn)離心5min，取上層于另一離心管。重復(fù)此操作一次。在上層清 液中加入4mL二氯甲烷振蕩5分鐘，再8000轉(zhuǎn)離心5min。取上層清液為樣品液。
[0028]將實(shí)施例1-7得到的分子印跡微球500mg填入固相萃取柱中，經(jīng)5ml乙腈活化后加 入樣品液。用3ml甲醇水溶液（1: 1)洗柱，用真空栗抽干，棄掉廢液。用3mL8 : 2的乙腈： 0. lmol/L的乙酸銨溶液洗脫，用HPLC熒光法進(jìn)行檢測（即，將參照GB/T20361-2006的方法， 將前處理進(jìn)行步驟簡化，再用分子印跡微球進(jìn)行固相萃取吸附富集，然后進(jìn)行HPLC檢測）， 檢測結(jié)果見下表：
以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn) 行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方 案所作的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 在一容器中加入定量的納米二氧化硅、功能單體、氫氧化鈉溶液和表面活性劑溶 液，混合均勻后得到水相溶液； 52、 稱取一定量的交聯(lián)劑，致孔劑和引發(fā)劑入另一容器中，混合均勻后得到油相溶液； 53、 將一定量的孔雀石綠加入水相或油相中，然后將水相溶液或油相溶液混合均勻，并 得到穩(wěn)定的分散液，將該分散液放入60°C水浴中加熱12小時(shí)，并得到含有聚合物微球的混 合物； 54、 用氫氟酸浸泡洗去含有聚合物微球的混合物中的二氧化硅，再用溶劑洗滌，直至 HPLC測不出孔雀石綠及隱色孔雀石綠，即得到皮克林孔雀石綠分子印跡材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于， Sl中，納米二氧化娃的粒徑在l-50nm之間，納米二氧化娃與功能單體的質(zhì)量體積比為1000: lmg/ml，功能單體的種類包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于， 氫氧化鈉溶液的濃度為I -3mo I/L，用量為功能單體的10 % -50 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于， 表面活性劑包括但不限于十二烷基硫酸鈉，TX-100，聚乙二醇，脂肪醇聚氧乙烯醚的一種或 幾種，用量為功能單體的1-5 %。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于， 交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯，用量為功能單體的3-10倍，孔雀石綠用量為功能單體的 0.01-1倍，致孔劑為甲苯，用量為功能單體的0.5-2倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于， 引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，過氧化苯甲酰，過硫酸鉀的一種或幾種，用量為功能單體與交聯(lián)劑 總量的0.1 %-5 %。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法，其特征在于， 氫氟酸的濃度為;洗滌溶劑為乙腈/甲醇/乙酸的一種或幾種混合物，聚合物微球顆粒粒徑 為 50-500μηι。8. 權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料的制備方法制成的 皮克林孔雀石綠分子印跡材料。9. 權(quán)利要求8所述的一種皮克林孔雀石綠分子印跡材料用于水產(chǎn)品中孔雀石綠的測 定。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的皮克林孔雀石綠分子印跡材料用于水產(chǎn)品中孔雀石綠的測 定方法，包括以下步驟： 551、 將5克被測品用攪拌機(jī)打碎，勻漿，加入1.5mL硼氫化鉀溶液攪拌后靜置IOmin，加 入I OmL乙臆反復(fù)游禍振蕩提取二次得到乙臆提取液； 552、 將乙腈提取液通過加入500mg皮克林孔雀石綠分子印跡材料，再用3mL乙腈混合液 洗脫，得到的洗脫液用HPLC檢測，該乙腈混合液包括質(zhì)量比為8:2的乙腈和醋酸銨溶液，醋 酸銨溶液的濃度為〇. lmol/L。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK105949390SQ201610321504
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】張敏, 鄭文柔, 胡秀晴
【申請(qǐng)人】佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院