分子印跡固相萃取技術(shù)在抗生素檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

楊光，徐曉秋，高德玉，陸佳，潘良

（黑龍江省能源環(huán)境研究院，哈爾濱150090）

分子印跡固相萃取技術(shù)在抗生素檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

楊光，徐曉秋，高德玉，陸佳，潘良

（黑龍江省能源環(huán)境研究院，哈爾濱150090）

分子印跡聚合物是一種具有強(qiáng)大分子識(shí)別功能的材料，具有高效的選擇特異性，可作為吸附材料應(yīng)用于分子印跡固相萃取技術(shù)中。分子印跡固相萃取技術(shù)不但具有親和性，而且抗干擾能力強(qiáng)，因此廣泛適用于復(fù)雜樣品的前處理。本文介紹了分子印跡固相萃取技術(shù)及其基本原理，對(duì)當(dāng)前分子固相萃取技術(shù)在抗生素檢測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并對(duì)其未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

分子印跡固相萃??；抗生素；應(yīng)用

1　分子印跡固相萃取技術(shù)

仿照抗體形成機(jī)理，分子印跡技術(shù)機(jī)理逐漸發(fā)展起來［1］，首先在模板分子周圍形成高分子聚合物，該聚合物的交聯(lián)度較高，其次從聚合物分子中將模板分子除去，這樣就會(huì)在聚合物中留下可結(jié)合反應(yīng)物的活性位點(diǎn)，因此具有高度識(shí)別模板分子及其類似物的能力。如圖1所示，這一過程使該聚合物具有高度識(shí)別目標(biāo)分子的能力。

圖1　分子印跡過程示意圖［4］Fig.1 Schematic diagram of the molecularly imprinting process［4］

分子印跡技術(shù)（Molecularly Imprint Technology，MIT）的主要內(nèi)容是合成分子印跡聚合物（Molecularly Imprint Polymer，MIP）。要合成印跡聚合物首先要選定的適合的化合物作為模板分子，在共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵的作用下，功能單體與模板分子相互接觸，通過交聯(lián)劑和引發(fā)劑發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，達(dá)到固定功能單體的目的，最后將模板分子去除，即得到的分子印跡聚合物。MIP擁有孔穴，該孔穴與模板分子形狀相吻合，而且還具有識(shí)別功能，可識(shí)別目標(biāo)分子，所以不但能有效結(jié)合模板分子，還可以結(jié)合模板分子的類似物。

目前在MIP的制取過程中，常用方法有本體聚合（Bulk Polymerization）、硅膠球表面聚合（Coated Silica Particles）、懸浮聚合（Suspension Polymerization）、兩步溶脹聚合(Two-Stage Swelling Polymerization）、沉淀聚合（Precipitation Polymerization）、W/O乳液聚合(W/O emulsion polymerization)、平面膜聚合(planar films and grafts)等，研究者根據(jù)具體的實(shí)際應(yīng)用，采用適當(dāng)?shù)姆椒ê铣煞肿佑≯E聚合物［2］。

分子印跡聚合物作為新型的高分子材料，不但具備高度的穩(wěn)定性及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且可以從復(fù)雜樣品中選擇性吸附目標(biāo)分子及其結(jié)構(gòu)類似物，因此可用于分離提取和富集復(fù)雜樣品中的痕量樣品，將其應(yīng)用于樣品前處理過程中，稱為分子印跡固相萃取法（MolecularlyImprintedSolid-PhaseExtraction，MISPE）。分子印跡固相萃取技術(shù)解決了醫(yī)藥、生物及環(huán)境樣品體系成分復(fù)雜、預(yù)處理步驟多等問題，因此在復(fù)雜樣品預(yù)處理中有較好的應(yīng)用，并且凈化后的樣品可以直接注入氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)、高效液相色譜/質(zhì)譜（HPLC/MS）等儀器中進(jìn)行分析，快捷方便。

2　分子印跡固相萃取在抗生素檢測(cè)分析中的應(yīng)用

目前，固相萃取技術(shù)主要有離線和在線固相萃取兩種模式，兩種模式均可與氣相色譜、液相色譜聯(lián)用。在這兩種模式中，離線萃取的方法應(yīng)用更廣泛，在這一方法中包括活化、上樣、淋洗、洗脫。

離線固相萃取法操作簡(jiǎn)便，但是在洗脫這一步驟中，剩余溶液要經(jīng)過濃縮，然后再用流動(dòng)相定容，可見操作過程復(fù)雜，容易增加分析中的誤差［3］。在常用的在線固相萃取技術(shù)中，通過柱切換技術(shù)與分析檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)用并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。首先將所需填料放置于規(guī)定柱中，把其放入固定位置。樣品通過該位置進(jìn)入裝有填料的小柱，經(jīng)過小柱時(shí)待分析物被保留，進(jìn)行測(cè)定［4］。

根據(jù)凈化原理的不同，目前的在線固相萃取法是從離線的固相萃取技術(shù)發(fā)展而來，通過機(jī)械裝置將SPE小柱在不同的通道間切換，來依次完成活化、平衡、上樣、淋洗和洗脫等過程的操作，從而達(dá)到凈化分析物的目的［5］。雖然凈化原理和這種離線固相萃取技術(shù)的凈化原理相同，但是該技術(shù)所采用的填料并不是特殊填料而是普通的固相萃取填料。

Jing等［6］考察了不同模板分子及復(fù)合模板對(duì)四環(huán)素類抗生素識(shí)別能力的影響。采用在線——分子印跡固相萃取技術(shù)并與高效液相色譜——紫外檢測(cè)器聯(lián)用，實(shí)驗(yàn)表明混合模板印跡材料在食品的四環(huán)素檢測(cè)中效果甚好，不但富集倍數(shù)合理，而且印跡選擇因子高［7,8］。

Martin［9］采用分子印跡固相萃取技術(shù)對(duì)牛奶中四環(huán)素進(jìn)行分離提取及檢測(cè)。合成了四環(huán)素分子印跡聚合物，并對(duì)色譜條件和固相萃取條件（包括活化、上樣、淋洗和洗脫步驟）進(jìn)行探究。發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)固相萃取條件下，四環(huán)素類物質(zhì)在MIP柱上的萃取回收率在76.0%～95.8%。將其與液相色譜聯(lián)用檢測(cè)實(shí)際樣品中四環(huán)素類藥物的殘留分析，分離效果良好。

3　結(jié)論與展望

由于MISPE具有高度親和的能力和較高的選擇性，可以解決復(fù)雜樣品預(yù)處理繁雜等問題，不但有選擇性提取目標(biāo)組分，而且除去了雜質(zhì)的干擾，因此在各類藥品食品等物質(zhì)的抗生素檢測(cè)中表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。目前，分子印跡固相萃取技術(shù)的發(fā)展仍面臨許多問題，如模板分子滲漏、柱容量較低、識(shí)別能力受上樣溶劑影響較大等。隨著研究越來越深入，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，分子印跡固相萃取技術(shù)的應(yīng)用前景必將更為廣闊。

［1］L.PAULING.A theory of the structure and process of formation of antibodies［J］.J.Am.Chem.Soc.,1940,（62）：2643-2657.

［2］QUESADA-MOLINA,C.,CLAUDE,B.,GARCIA-CAMPANA,et al.Convenient solid phase extraction of cephalosporins in milk using a molecularly imprinted polymer［J］.Food Chemistry,2012,135（2）：775-779.

［3］F.G.TAMAYO,E.TURIEL,A.E.MART?N.Molecularly imprinted polymers for solid-phase extraction and solid-phase microextraction:Recent developments and future trends［J］.J.Chromatogr.A,2007,（1152）：32-40.

［4］A.K.MALIK,V.KAUR,N.VERMA.Areviewon solid phase microextraction-High performance liqui chromatography as a novel tool for the analysis of toxic metal ions［J］.Talanta,2006,（68）：842-849.

［5］C.Y.HE,Y.Y.LONG,J.L.PAN,et al.Application of molecularly imprinted polymers to solid-phase extraction of analytes from real samples［J］.J.Biochem. Biophys.Methods,2007,（70）：133-150.

［6］T.JING,Y.WANG,Q.DAI,et al.Preparation of mixed-templates molecularly imprinted polymers and investigation of the recognition ability for tetracycline antibiotics［J］.Biosens Bioelectron,2010,（25）：2218-2224.

［7］NILSSON J.,SPEGEL P.,NILSSON S.Molecularly imprinted polymer formars for capillary electrochromatography［J］.Chromatogr B,2004,804（1）：3-12.

［8］Wullff G.Enzyme-like catalysis by molecularly imprinted polymer［J］.Chem Rev,2002,102（1）：1-28.

［9］MARTIN P.，WILSON I.D.，MORGAN D.E.,etal.Evaluationof a molecular-imprinted polymer for use in the solid phase extraction of propranolol from biological fluids［J］.Anal Commun,1997,34（2）：45-47.

Progress in the Molecularly Imprinted Solid-phase Extraction on Antibiotics Detection

YANGGuang,XUXiao-qiu,GAODe-yu,LUJia,PANLiang
（Energyand Environmental Research Institute ofHeilongjiangProvince,Harbin 150090,China）

Molecularlyimprinted polymer,a kind ofadsorption material with strongmolecular recognition abilityand high specific selectivity,has been used in the molecularly imprinted solid-phase extraction and has an extensive usage in extrication and separation fields because of its high affinity and high ability of anti-interference generated by the complex samples.This article describes the concept and principle of molecularly imprinted solid-phase extraction and summarizes its applications for the determination of antibiotic in recent years.Moreover,the future research trends ofmolecularlyimprinted solid-phase extraction were emphasized in the end ofthis paper．

Molecularlyimprinted solid-phase extraction(MISPE);Antibiotic;Applications

O658

A

1674-8646（2015）09-0056-02

2015-06-19

黑龍江省科學(xué)院預(yù)研項(xiàng)目

楊光（1988-），女，黑龍江哈爾濱人，碩士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事能源環(huán)境方面的研究。

高德玉（1954-），男，黑龍江勃利人，研究員，博士，從事能源環(huán)境方面的研究，e-mail：1090774192@qq.com