[00128466]新型分子印迹聚合物整体柱的制备及其在检测食品中痕量丙烯酰胺的应用

一、课题来源 本课题为河北省科技计划课题,课题名称为：新型分子印迹聚合物整体柱的制备及其在检测食品中痕量丙烯酰胺的应用,课题编号为：12211208,课题承担单位为：石家庄学院 二、立项背景和技术原理 丙烯酰胺具有潜在的神经毒性、生殖发育毒性、遗传毒性和致癌性,易在高温烹制过程中产生,已被国际癌症研究中心（IRAC）列为ⅡA类致癌物。丙烯酰胺在食品中含量很低,而且食品基质复杂,需对样品中目标化合物进行预分离和富集后,才能用标准的分析测试方法进行检测,所以样品预处理方法的选择和优化已成为最关键和最费时的一步。 分子印迹聚合物有高度的特异选择性,在色谱分离分析、膜分离、固相萃取、仿生传感器等领域中均展现出良好的应用前景。整体柱又称整体固定相、连续床或连续棒。由于整体柱具有制备简单、内部结构均匀、柱效较高和分离速度快等优点,应用广泛。分子印迹整体柱结合了分子印迹技术和整体柱的优点,采用原位聚合的技术,即在空色谱柱管中注入模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂、引发剂的混合物,通过热引发,生成一根整体柱。分子印迹整体柱简化了色谱固定相的制备过程,具有特异选择性好及传质阻力低等优点。 三、研究内容简介 1.新型分子印迹聚合物整体柱的制备。 制备方法为：将模板分子丙烯酰胺0.1 mmol、功能单体甲基丙烯酸0.8mmol、致孔剂甲苯和十二醇置于烧杯中超声30min,使模板分子和MAA预组装,然后加入引发剂AIBN 7.9mg及交联剂EGDMa 4.0mmol再超声处理30min,通N215min。将此溶液转移至不锈钢色谱柱（50mm× 4.6mm I.D.）中,装毕,密封,放入60℃恒温水浴进行热引发聚合20h。将获得聚合物色谱柱更换柱头后置HPLC系统中,分别用四氢呋喃、甲醇-乙酸（10：1）洗去致孔剂和未反应的参与溶剂,再用甲醇-水冲洗至基线水平。对照柱除不加模板分子外,制备过程相同。 2.印迹聚合物的表征： 1.印迹聚合物进行吸附等温线的测定,测定结果表明MIP的单位吸附量明显大于NMIP的单位吸附量,且两者的吸附量之差随溶液浓度的增加而增大,这说明聚合物的空间结构存在明显的差异。 2.吸附动力学的测定,结果表明,随着振荡时间的增加,MIP对丙烯酰胺的吸附量随之增加。当振荡时间小于20h,MIP的吸附量迅速增加;当振荡时间大于20h时,MIP的吸附量增加缓慢,到24h时渐渐趋于平衡。 3.印迹聚合物的红外表征,红外光谱分析表明,MIP中的模板分子丙烯酰胺与功能单体甲基丙烯酸充分作用后,两者的主要官能团的波数发生了变化。由于NMIP中没有模板分子丙烯酰胺,而无法说明丙烯酰胺中的-NH伸缩振动波数的移动,但可以看出功能单体甲基丙烯酸中的-OH伸缩振动波数由3434.04cm-1 移动到3447.88cm-1,C=O的伸缩振动波数由1750.03cm-1移动到1722.60cm-1。甲基丙烯酸的C=O和-OH的峰发生了变化,说明可能是由于丙烯酰胺和甲基丙烯酸产生了氢键作用。 3.MIP整体柱测定薯片中的丙烯酰胺 薯片中丙烯酰胺的测定条件为：色谱柱：丙烯酰胺MIP整体柱（50mm×4.6mm I. D.）,流动相：甲醇：10％乙酸溶液=10：90,流速0.6mL/min,进样量10μL,检测波长210nm。 实际样品的检测：测定了5种不同类型的薯片中丙烯酰胺的含量,样品处理后,在最佳色谱条件下测定,结果表明不同食品中丙烯酰胺的含量不同,其含量在305-2573μg/kg之间,与文献报道一致。回收率高于80%,相对平均偏差在 1.6～2.3%之间。 四、本课题的创新性 （1）合成对丙烯酰胺具有高亲和力专一性的分子印迹功能材料 （2）通过吸附等温线、吸附动力学、红外光谱等手段表征其特异选择性 （3）建立了测定薯片中丙烯酰胺的测定方法,具有快速、简单、高效的优点。 五、适用范围和应用情况 开发具有高选择性的对食品中丙烯酰胺的简单快速的检测方法,有利于目前市场上食品类的高效、快速、灵敏检测,利用开发的印迹聚合物材料还可在现有高效液相色谱分析仪器上广泛采用,只需替换现有的色谱柱,不用更换仪器的条件下,就能满足实验室的测试需要,推广容易。