分子印跡固相萃取技術(shù)在食品及飼料安全檢測中的應(yīng)用

劉 博，尹 航，赫彩霞，高文惠

（河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，石家莊 050018）

分子印跡技術(shù)（MIT）是人工合成具有分子識別功能介質(zhì)的一項新技術(shù)。制備得到的不帶有模板分子的聚合物稱為分子印跡聚合物（MIPs）。分子印跡技術(shù)起源于20世紀(jì)40年代，由美國化學(xué)家提出現(xiàn)代分子印跡的初期構(gòu)想——“抗體形成”。1972年首次由德國科學(xué)家采用共價法合成了MIPs，限于當(dāng)時的條件，合成的MIPs存在一定缺陷[1]。近幾年分子印跡技術(shù)得到快速發(fā)展，主要因為分子印跡技術(shù)具有高度選擇性、可反復(fù)使用、耐苛刻條件、簡化前處理、制作簡單等優(yōu)點。對于食品及飼料等具有復(fù)雜基體的物質(zhì)，在前處理上更能夠體現(xiàn)分子印跡的優(yōu)勢，在樣品前處理過程中對指定的幾種物質(zhì)予以保留，處理效果比傳統(tǒng)固相萃取好。分子印跡固相萃?。∕ISPE）是指將MIPs作為SPE的吸附劑，其可以彌補普通吸附劑選擇性差的不足，而且要比免疫吸附劑的穩(wěn)定性好，還可以重復(fù)使用，使痕量被分析物在復(fù)雜樣品中得到分離富集。胡靜對食品中三唑類殺菌劑殘留分析技術(shù)研究過程中將分子印跡固相萃取柱、硅膠柱、陽離子交換樹脂柱進(jìn)行性能比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分子印跡固相萃取處理的結(jié)果要優(yōu)于另外兩種[2]。分子印跡在食品及飼料中應(yīng)用主要是作為一種前處理手段，以分離出目標(biāo)添加物。食品及飼料中可能存在的被檢物質(zhì)有毒素、工業(yè)色素、化學(xué)殺菌劑、其他違法添加物等。

1 在真菌毒素分離中的應(yīng)用

真菌毒素是真菌在食品或飼料中生長所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，對人類和動物都有害。這種產(chǎn)毒真菌主要是霉菌（曲霉、青霉、鐮刀霉、鏈格孢霉、棒孢霉等）[3]。食品及飼料一旦被這些毒素污染，食用的人或動物就會中毒，其中一些毒素能夠誘導(dǎo)基因突變和致癌，而有些則會攻擊某些器官。所以相關(guān)毒素的檢測顯得尤為重要。一些學(xué)者以真菌毒素為模板合成分子印跡聚合物進(jìn)行相關(guān)研究[4-13]。于學(xué)雷以棒曲霉素結(jié)構(gòu)類似物2-羥基煙酸為虛擬模板分子，以丙烯酰胺、甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶、三氟甲基丙烯酸為作用單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）為交聯(lián)劑，乙腈為致孔劑，制作得到了分子印跡聚合物，在進(jìn)行固相萃取時優(yōu)化試驗條件，并驗證了分子印跡固相萃取柱優(yōu)于傳統(tǒng)柱，其加標(biāo)回收率可達(dá)93.73%～97.62%[14]。Serheeeve等以黃曲霉毒素為模板，丙烯胺、二乙胺基乙基丙烯酸甲酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺為功能單體，用得到的分子印跡聚合物處理樣品，得到很好的效果[15]。

2 在食品及飼料中工業(yè)色素分離中的應(yīng)用

食用色素是色素的一種，既能適量食用，又可使食物在一定程度上改變原有顏色。食用色素分為天然和人工合成兩種。我國對人工合成色素的使用進(jìn)行嚴(yán)格限制。工業(yè)色素是用于紡織品、皮革制品及木制品的染色物質(zhì)，因價格便宜、著色力強、穩(wěn)定性好，被不法商販用于食品染色。我國在過去幾年相繼發(fā)生了紅心鴨蛋、染色饅頭等食品安全事件。目前對于工業(yè)色素應(yīng)用于食品及飼料中的檢測主要集中于新合成方式[16-20]。

Baggiani等以氯-蘇丹為模板物質(zhì)采用懸浮聚合法合成印跡聚合物，利用此印跡聚合物對蘇丹紅1號進(jìn)行分離富集[21]。赫春香等以日落黃為模板分子，鄰氨基酚為功能單體，用印跡聚合物處理樣品，該方法回收率為95%～108%，為飲料中日落黃的選擇性分析提供了新方法[22]。張朝暉等以蘇丹紅Ⅰ為模板分子，苯基-三甲基硅烷為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，采用表面分子印跡技術(shù)制作印跡聚合物，試驗測試了聚合物的選擇吸附性能，對樣品處理的回收率可達(dá)86%[23]。

3 在食品及飼料中三聚氰胺分離中的應(yīng)用

三聚氰胺是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物，被用作化工原料，而三聚氰胺被添加于原料奶中可增加原料乳的含氮量。長期食用含有三聚氰胺的食品或飼料會導(dǎo)致嬰幼兒或動物相關(guān)臟器損壞，甚至導(dǎo)致死亡[24]。分子印跡作為一種新型技術(shù)被應(yīng)用于分離檢測三聚氰胺。

胡靜用分子印跡技術(shù)制作了對三聚氰胺具有特異性選擇的固相萃取柱，并對柱性能、作用機理、結(jié)合性能等方面做了詳細(xì)研究，結(jié)果表明，其加標(biāo)回收率可達(dá)到90.8%[2]。程鍵琳等對以α-甲基丙烯酸和丙烯酰胺為功能單體的兩種分子印跡聚合物的性能及作用原理進(jìn)行研究，對奶粉和液態(tài)奶提取液的加標(biāo)回收率分別為90.4%～95.8%和91.5%～92.7%[25-28]。

4 在食品及飼料中化學(xué)殺菌劑分離的應(yīng)用

用于作物種植過程中的化學(xué)殺菌劑主要有三唑類、三嗪類等殺菌劑，其對于人體和動物體內(nèi)分泌有不良的干擾作用。這些物質(zhì)主要損害神經(jīng)系統(tǒng)，造成機體生殖機能下降或異?，F(xiàn)象，降低生物體的免疫能力并誘發(fā)腫瘤。分子印跡技術(shù)用于化學(xué)殺菌劑的報道多為新的模板物質(zhì)及分離效果研究。

吳文鑲以三唑醇和腈菌唑分別為模板分子合成了對這兩種物質(zhì)具有特意選擇性的分子印跡聚合物，并研究成鍵類型、分離效果等，研究結(jié)果進(jìn)一步驗證了分子印跡聚合物的優(yōu)越性能[29]。吳文鑲等以三唑酮為模板合成分子印跡聚合物，并對農(nóng)作物中的三唑酮進(jìn)行分析檢測，重點研究了印跡聚合物的結(jié)合形式以及對目標(biāo)物的識別能力，試驗結(jié)果表明，對樣品的選擇富集效果很好[30]。于麗以三唑酮分子印跡聚合物制備固相萃取柱，結(jié)果表明，添加回收及凈化效果均符合農(nóng)藥殘留分析要求[31]。彭暢等以戊唑醇為模板合成印跡聚合物，對聚合物的合成方法、性能等進(jìn)行了全面的評價，樣品回收率為80.1%～101.27%，結(jié)果表明，親和性顯著、選擇性突出[32-34]。

5 在食品及飼料中防腐劑分離中的應(yīng)用

防腐劑是指天然或合成的化學(xué)成分，用于加入食品、飼料等中，以延遲微生物生長或化學(xué)變化引起的腐敗。防腐劑的合理使用對人體健康不會造成危害，而使用量超標(biāo)則會對人體健康造成一定危害。王會枝等以對羥基苯甲酸為模板分子，采用本體聚合方法合成印跡聚合物，將聚合物用于對醬油中苯甲酸的分離富集。這種方法的回收率為98.46%～106.10%，且該處理樣品方法簡單高效、選擇性好、靈敏度高[35]。目前，關(guān)于食品或飼料中防腐劑檢測采用分子印跡技術(shù)處理樣品的報道較少，應(yīng)該深入研究開發(fā)新模板物質(zhì)、功能單體等，以拓展分子印跡技術(shù)的應(yīng)用。

6 在食品及飼料中抗生素分離中的應(yīng)用

抗生素是由微生物或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體活性的一類次級代謝產(chǎn)物，能干擾其他活細(xì)胞發(fā)育的化學(xué)物質(zhì)。飼料中添加抗生素主要是用于抑制和殺滅致病微生物。夏環(huán)等以諾氟沙星為模板分子，采用沉淀聚合法合成了對佛喹諾酮類（FQs）抗生素特異性識別的分子印跡聚合物，對蜂蜜中FQs進(jìn)行富集分離，3種FQs抗生素的加標(biāo)回收率為96.5%～104.1%[36]。瞿珊珊針對β-二酮類抗生素的分離檢驗制備了相應(yīng)的分子印跡聚合物，并優(yōu)化了配方，對9種目標(biāo)化合物的加標(biāo)回收率為77.7%～120.5%[37]。分子印跡技術(shù)在抗生素方面的研究比較成熟，有許多模板物質(zhì)[38-44]。對于食品及飼料中可能存在的抗生素大都制備了相應(yīng)的印跡聚合物。這些分子印跡聚合物對于目標(biāo)物質(zhì)的分離檢測效果大大優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

7 展望

分子印跡固相萃取技術(shù)應(yīng)用于食品及飼料中有毒物質(zhì)的檢測將會越來越廣泛，主要會集中在農(nóng)藥、獸藥的殘留檢測，食品及飼料中防腐劑等添加劑的檢測。目前分子印跡技術(shù)尚存在一些不足，包括模板物質(zhì)、作用單體等的選擇及合成材料受限制，應(yīng)用領(lǐng)域有待擴展。隨著分子印跡技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用將更加廣闊，制備技術(shù)將更加完善。

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