基于磁性分子印跡聯(lián)用高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定海產(chǎn)品中的三丁基錫

楊 華,徐曉兵,劉麗君,戚向陽(yáng),潘道東

(1.浙江萬里學(xué)院,浙江寧波 315100;2.寧波大學(xué),浙江寧波 315211)

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基于磁性分子印跡聯(lián)用高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定海產(chǎn)品中的三丁基錫

楊 華1,2,徐曉兵1,劉麗君1,戚向陽(yáng)1,潘道東2,*

(1.浙江萬里學(xué)院,浙江寧波 315100;2.寧波大學(xué),浙江寧波 315211)

以四氧化三鐵作為支撐體進(jìn)行表面分子印跡,通過兩步聚合,在其表面修飾上功能單體(甲基丙烯酸MAA),與模板分子(三丁基錫TBT)、交聯(lián)劑(二甲基丙烯酸乙二醇酯EGDMA)和致孔劑(乙腈)聚合,成功地制備了能特異性識(shí)別TBT的磁性分子印跡聚合物(Fe3O4@MIPs)。對(duì)其進(jìn)行物理表征,并研究了其吸附、選擇等能力。結(jié)果表明,該磁性分子印跡聚合物對(duì)比傳統(tǒng)印跡聚合物有更大的吸附量,更顯著的選擇吸附性,而因其磁性分離特性,前處理過程變得更簡(jiǎn)易,快速。用磁性分子印跡聚合物作為吸附劑富集分離,在多種海產(chǎn)樣品中的檢測(cè)限為1.0 ng/g,加標(biāo)回收率是79.74%～95.72%,線性范圍是5 ng/g到1000 ng/g。對(duì)貽貝、泥蚶和大黃魚進(jìn)行并聯(lián)合高效液相色譜電感耦合等離子質(zhì)譜(HPLC-ICP-MS)分析,樣品加標(biāo)回收率范圍在79.74%～95.72%,RSD(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)在1.3%～4.7%。該方法總分析時(shí)間更短,檢測(cè)限更低,線性范圍更寬,能更好地應(yīng)用于海水和海產(chǎn)品中三丁基錫的測(cè)定。

磁性分子印跡化合物,高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜,海產(chǎn)品,三丁基錫

有機(jī)錫化合物具有良好的反應(yīng)活性和生物活性,所以被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域:艦艇的防污添加劑[1-2]、殺蟲劑殺菌劑[3]、塑料穩(wěn)定劑[4]。由于有機(jī)錫化合物的廣泛使用,大量有毒的有機(jī)錫化合物已通過各種途徑進(jìn)入環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中,從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞[5]。尤其是由含TBT 的船舶防螺涂料所造成的全球范圍內(nèi)的水域污染,不僅能持久存在,還能通過生物富積對(duì)海洋生物甚至人類健康造成極大危害[6]。被認(rèn)為是迄今為止人為引入海洋環(huán)境毒性最大的物質(zhì)之一[7]。比如,TBT在海水中的含量只要達(dá)到1 ng/L就能引起海產(chǎn)腹足類發(fā)生性畸變[8-9];1～20 ng/L的TBT可干擾浮游生物及貝類的繁殖,達(dá)到1～1000 μg/L時(shí)會(huì)影響魚的繁殖甚至導(dǎo)致魚的行為失常[10]。目前雖然有一些檢測(cè)的方法[11-19],但是為了建立高靈敏度和高選擇性的檢測(cè)方法,快速高效的檢出微量有機(jī)錫迫在眉睫。

分子印跡技術(shù)[20](Molecular Imprinting Technique,MIT)所制備的聚合物材料稱為分子印跡聚合物(Molecular Imprinting Polymers,MIP)。它可以被形象地描繪為制造識(shí)別“分子鑰匙”的“人工鎖”技術(shù)[21];是一種新型的親和分離技術(shù),它提供了制備分離介質(zhì)的新方法,具有很好的發(fā)展?jié)摿?已廣泛應(yīng)用于富集分離、手性拆分、藥物檢測(cè)、環(huán)境分析、催化、傳感器等諸多領(lǐng)域[22]。Hui Wang[23]等利用非共價(jià)分子印跡方法合成的分子印跡聚合物用于海洋生物樣品中的有機(jī)氯殺蟲劑的選擇性固相萃取,回收率可達(dá)到85.8%到101.2%。Bianhua Liu[24]等利用分子印跡聚合物對(duì)水樣中的除草劑進(jìn)行預(yù)富集,萃取時(shí)間僅需要30 min。Yi Zhang[25]等用磁性分子印跡聚合物對(duì)蔬菜樣品中的三嗪類除草劑進(jìn)行富集并分析,回收率達(dá)到71.6%到126.7%,該方法的富集倍數(shù)在100倍左右。

磁性分子跡微球是把無機(jī)磁性材料和分子印跡技術(shù)結(jié)合在一起形成的一種同時(shí)具有順磁性和分子印跡聚合物特性的聚合物微球。而磁性分離技術(shù)是目前比較新穎的分離技術(shù),對(duì)于印跡聚合物,磁性支撐體是可控的,它可以提供比傳統(tǒng)分子印跡離心分離更快速簡(jiǎn)單的分離[26]。

本研究目的在于開發(fā)一種海產(chǎn)品中三丁基錫新的檢測(cè)方法,主要通過制備磁性分子印跡聚合物、研究了其性能,并以磁性分子印跡聚合物為吸附劑富集三丁基錫,通過HPLC-ICP-MS方法對(duì)實(shí)物進(jìn)行三丁基錫檢測(cè)分析,縮短分析時(shí)間。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

泥蚶、貽貝、大黃魚 購(gòu)置于寧波路林市場(chǎng);96%的三丁基錫(TBT)、95%一丁基錫(MBT)、97%的二丁基錫(DBT)、96%的三苯基錫(TPhT)、甲基丙烯酸(MAA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、98%偶氮二乙丁腈(AIBN)、8-氨基芘-1,3,6-三磺酸三鈉鹽(APTS)、乙腈等 均為優(yōu)級(jí)純,Sigma公司;HPL甲醇(C級(jí))、HPL乙醇(C級(jí)) Sigma公司;二次蒸餾水 Milli-Q超純水器。

1100型高效液相色譜儀、7500ce型等離子體質(zhì)譜儀 美國(guó)Agilent 公司;MG-2200型氮吹儀 日本TOKYO RIKAKIKAI CO.LTD;JEM-1011型透射電鏡 日本電子株式會(huì)社;D8Advancde型X射線衍射儀 德國(guó)Bruker-AXS公司;Nicolet6700傅立葉變換紅外光譜儀 美國(guó)Thermo公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 磁性分子印跡聚合物的制備 Fe3O4納米粒子制備方法如下[27]:稱取4.7 g FeCl3·6H2O和3.9 g Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O于500 mL三口燒瓶中,加入200 mL 0.1 mol/L HCL,通氮驅(qū)氧,在機(jī)械攪拌下溶解完全,然后迅速用3 mol/L NaOH調(diào)節(jié)溶液pH>9,體系立即從黃色變成黑色,升溫至80 ℃,陳化1 h,等降至室溫,產(chǎn)物用磁鐵分離收集。收集的產(chǎn)物用二次蒸餾水洗滌至中性,真空干燥,備用。

通過兩步修飾,在Fe3O4納米顆粒表面修飾上MAA(作為功能單體):首先,取100 mg的Fe3O4納米顆粒溶解在150 mL乙醇水溶液中(v/v,14∶1),逐滴加入50 μL的APTS并攪拌,混合物在室溫下反應(yīng)7 h。產(chǎn)物通過外部磁場(chǎng)分離,乙醇清洗5次,真空干燥得產(chǎn)物Fe3O4@APTS顆粒[29]。APTS修飾的磁性納米顆粒與過量的甲基丙烯酸在25 ℃下、甲醇溶劑中反應(yīng)24 h后磁鐵分離,乙醇洗滌后,真空干燥得產(chǎn)物Fe3O4@MAA[28]。

分子印跡聚合:制備包覆著MIP層的磁性顆粒。將Fe3O4@MAA顆粒(100 mg)和TBT(1 mmol)溶解在40 mL的乙腈中,室溫?cái)嚢? h后,加入EGDMA(22 mmol)和AIBN(15 mg),通氮下冰浴超聲5 min后,于50 ℃攪拌反應(yīng)5 h,65 ℃下聚合20 h,85 ℃下熟化5 h。最后分離,用甲醇二氯甲烷混合溶液(v/v,4∶1)清洗5次,然后用0.3 mol/L氫氧化鈉甲醇混合溶液作為洗脫劑索氏提取,將洗脫液上機(jī)檢測(cè),直至聚合物中不含模板分子TBT。產(chǎn)物分離,真空干燥得MIP層包覆的磁性分子印跡聚合物(Fe3O4@MIPs),待用富集分離分析。

磁性對(duì)照分子印跡聚合物(Fe3O4@NIPs)的制備方法同上,只是沒有加印跡分子TBT。

1.2.2 吸附量(Q)的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取20 mg Fe3O4@MIPs或Fe3O4@NIPs,加入到TBT溶液中,室溫振蕩10 h,上清液用HPLC-ICP-MS測(cè)定TBT的濃度,根據(jù)吸附前后溶液中TBT濃度的改變,依下式計(jì)算吸附量Q[28]:

Q=(C0-C)V/W

式(1)

式中,Q為吸附量(μg/g),C0、C分別為吸附前、后TBT濃度(μg/L),V為溶液體積(L)，W為聚合物干重(mg)。

1.2.3 HPLC-ICP-MS檢測(cè)TBT 用10 μg/L的調(diào)諧液對(duì)儀器手動(dòng)調(diào)諧,使儀器靈敏度、質(zhì)量數(shù)、氧化物、雙電荷等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求,即濃度和峰面積呈良好的線性關(guān)系。相關(guān)系數(shù)在0.9995到0.9999之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過5%。采用SUPELCODiscovery C18(15 cm×4.6 mm,5 μm)進(jìn)行色譜分析。流動(dòng)相為:甲醇-水=70∶30(v/v),流速:1.2 mL/min,進(jìn)樣量:20 μL。TBT的峰值見圖1。

圖1 流速為1.2mL/min三丁基錫HPLC-ICP-MS譜圖Fig.1 The HPLC-ICP-MS spectrum of TBT standard substance(Flow rate 1.2 mL/min)

1.2.4 Fe3O4@MIPs合成條件的選擇

1.2.4.1 洗脫劑的選擇 取20 mg的Fe3O4@MIPs加到20 μg/L濃度的TBT溶液中,攪拌吸附10 h,用甲酸、乙酸、氫氧化鈉、氨水調(diào)配不同濃度的甲醇二氯甲烷溶液洗脫吸附在Fe3O4@MIPs里的TBT,測(cè)定洗脫量。選擇洗脫效果較好的洗脫劑。

表1 不同濃度的酸堿洗脫液對(duì)Fe3O4@MIPs洗脫TBT的洗脫率

1.2.4.2 洗脫時(shí)間的選擇 取5份20 mg的Fe3O4@MIPs分別加到20 μg/L濃度的TBT溶液中,攪拌吸附10 h,用上述洗脫效果較好的洗脫劑,測(cè)定不同洗脫時(shí)間下Fe3O4@MIPs中TBT的洗脫量。選擇洗脫效果較好的解吸時(shí)間。

1.2.5 表征

1.2.5.1 TEM表征 分別取真空干燥好的Fe3O4、Fe3O4@MIPs,放在微柵上,用透射電子顯微鏡進(jìn)行表征。

1.2.5.2 XRD表征 分別取真空干燥后的樣品粉末(Fe3O4、Fe3O4@MAA、Fe3O4@MIPs)用Bruker D8X-射線衍射儀對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

1.2.5.3 FTIR表征 分別取真空干燥后的樣品粉末(Fe3O4、Fe3O4@APTS、Fe3O4@MAA、Fe3O4@MIPs)與KBr(質(zhì)量比為1∶4)在紅外燈下混研,壓片,用Nicolet6700傅立葉變換紅外光譜儀進(jìn)行表征。

1.2.5.4 VSM 表征 Fe3O4和Fe3O4@MIPs的磁性能采用震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行表征。

1.2.6 Fe3O4@MIPs性能的研究

1.2.6.1 選擇識(shí)別性實(shí)驗(yàn) 取20 mg的Fe3O4@MIPs和Fe3O4@NIPs各4份,分別加入到各50 μg/L濃度的四種有機(jī)錫(MBT、DBT、TBT、TPhT)溶液中,溶劑為乙醇。攪拌吸附10 h,用HPLC-ICP-MS測(cè)試溶液中的剩余的各有機(jī)錫的濃度,計(jì)算吸附量。

1.2.6.2 吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn) 取20 mg的Fe3O4@MIPs和Fe3O4@NIPs各6份,分別放入20 μg/L的TBT溶液10 mL于燒杯中,攪拌吸附10、20、30、60、120、180 min,用HPLC-ICP-MS測(cè)試溶液中的剩余TBT濃度,計(jì)算吸附率。

1.2.6.3 吸附等溫線實(shí)驗(yàn) 取20 mg的Fe3O4@MIPs和Fe3O4@NIPs各7份,分別加入到含有10、20、40、70、90、150、300 μg/L濃度的TBT溶液中,攪拌吸附10 h,用HPLC-ICP-MS測(cè)試溶液中的剩余TBT濃度,計(jì)算吸附量。

1.2.6.4 Fe3O4@MIPs的再生性能 取20 mg的Fe3O4@MIPs放入20 μg/L的TBT溶液中,攪拌吸附10 h,洗脫。用HPLC-ICP-MS測(cè)試溶液中的剩余TBT濃度,求吸附率。將洗脫后的MIPs真空干燥回收,重復(fù)上述步驟5次。

1.2.7 樣品的制備 取冷凍的海產(chǎn)組織(貽貝,泥蚶,大黃魚)各3份各0.1 g放置于10 mL的離心管中,其中兩份添加濃度分別為50、100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)TBT溶液100 μL,即為5,10 ng的TBT(加標(biāo)量分別為50、100 ng/g)。加標(biāo)后的組織振動(dòng)1 h,并過夜。用5 mL體積比為1∶1的乙酸甲醇溶液作為萃取液超聲萃取海產(chǎn)品組織中的TBT 30 s(頻率約為35 KHz),離心(轉(zhuǎn)速4000 r/min,3 min)。保留上清液,重復(fù)一次萃取實(shí)驗(yàn)。將2份萃取后的上清液(10 mL)合并,用50 mL的超純水稀釋。分別加入20 mg的傳統(tǒng)分子印跡聚合物,磁力攪拌吸附,離心,取6 mL的0.1 mol/L的甲酸甲醇溶液洗脫吸附在聚合物中的TBT,將洗脫液用氮吹儀吹干,用1 mL的體積比為70∶30的甲醇水溶液定容,過0.45 μm的有機(jī)濾膜過濾,備用,待HPLC-ICP-MS進(jìn)樣分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 Fe3O4@MIPs合成條件的選擇

2.1.1 洗脫劑的選擇 用甲酸、乙酸、氫氧化鈉、氨水調(diào)配不同濃度的甲醇二氯甲烷溶液洗脫吸附在Fe3O4@MIPs里的TBT,測(cè)定洗脫量。結(jié)果如表1。

由表1可知:適當(dāng)?shù)乃釅A性條件可以使TBT更容易洗脫下來,但是酸堿性濃度過高也會(huì)導(dǎo)致洗脫率降低。且酸性溶液洗脫效果比堿性溶液洗脫效果好,弱酸性溶液比強(qiáng)酸性溶液的洗脫效果好,因此選擇濃度為0.1 mol/L的甲酸甲醇溶液作為洗脫劑。

2.1.2 洗脫時(shí)間的選擇 Fe3O4@MIPs吸附20 μg/L的TBT10 h后,用濃度為0.1 mol/L的甲酸甲醇溶液攪拌洗脫,結(jié)果如表2。

表2 不同洗脫時(shí)間對(duì)聚合物洗脫TBT的洗脫率

由表2可知:不同的洗脫時(shí)間會(huì)影響Fe3O4@MIPs中TBT的洗脫量,洗脫時(shí)間短,則洗脫量小,原因可能為洗脫液與TBT沒有充分接觸;洗脫時(shí)間增長(zhǎng),洗脫液與TBT充分接觸,洗脫量增大。2 h后,洗脫量不再有明顯變化,說明Fe3O4@MIPs中的TBT基本洗脫下來,因此選擇2 h為洗脫時(shí)間。

2.2 表征

2.2.1 TEM表征 由圖2可知:Fe3O4@MIPs納米顆粒粒徑比Fe3O4納米顆粒粒徑大,是因?yàn)镕e3O4@MIPs包覆了MIP層。因?yàn)镸IP層上有特異吸附TBT的結(jié)合位點(diǎn),所以Fe3O4@MIPs也有著特殊的選擇吸附能力。

圖2 Fe3O4納米顆粒(左)(0.5μm)和Fe3O4@MIPs微粒(右)的透射電鏡表征圖(0.1μm)Fig.2 The TEM(0.1 μm)of Fe3O4(feft) and Fe3O4@MIPs(right)

2.2.2 XRD表征 圖3是Fe3O4顆粒、Fe3O4@MAA顆粒和Fe3O4@MIPs微粒的X射線衍射圖,從圖中可以看出這些顆粒的特征峰位置沒有改變,說明Fe3O4@MIPs沒有引起晶體結(jié)構(gòu)的變化[29],而Fe3O4@MIPs微粒的特征峰強(qiáng)度比Fe3O4顆粒、Fe3O4@MAA顆粒的特征峰強(qiáng)度弱,是由于包覆了MIP層。

圖3 磁性顆粒的XRD圖Fig.3 The XRD of magnetic particles

2.2.3 FTIR表征 圖4是Fe3O4顆粒、Fe3O4@APTS顆粒、Fe3O4@MAA顆粒和Fe3O4@MIPs微粒的紅外圖。

圖4 磁性顆粒的FTIR圖Fig.4 The FTIR of magnetic particles

從圖4中可以看出:四種樣品中均含有兩個(gè)較強(qiáng)的吸收峰589 cm-1和631 cm-1,它們可歸屬為Fe3O4中FeO在570 cm-1處的分裂所產(chǎn)生的特征伸縮振動(dòng)峰,說明四個(gè)樣品中均含有Fe3O4。2856 cm-1和2927 cm-1為-CH2伸縮振動(dòng)峰,均出現(xiàn)在Fe3O4@APTS顆粒和Fe3O4@MAA顆粒的表征圖中,說明成功修飾上APTS。1735 cm-1(C=O振動(dòng)峰)和1455 cm-1(C=C振動(dòng)峰)均出現(xiàn)在Fe3O4@MAA顆粒和Fe3O4@MIPs微粒的表征圖中,說明成功修飾上了MAA單體。其中樣品Fe3O4@MIPs在1735 cm-1的峰較Fe3O4@MAA顆粒強(qiáng)很多,這是由于聚合反應(yīng)包覆了MIP,C=O鍵含量相對(duì)增多造成的,Fe-O振動(dòng)峰強(qiáng)度的減弱,也為Fe3O4@MIPs的核殼結(jié)構(gòu)提供了一定證據(jù),說明核殼型磁性分子印跡聚合物制備成功。

2.2.4 VSM表征 圖5是Fe3O4顆粒和Fe3O4@MIPs的磁滯回線圖。從圖5中可以看出,Fe3O4和Fe3O4@MIPs的磁滯回線均經(jīng)過原點(diǎn),Fe3O4的飽和磁化強(qiáng)度為60 emu/g,Fe3O4@MIPs的飽和磁化強(qiáng)度為30 emu/g。Fe3O4@MIPs的飽和磁力強(qiáng)度有所下降,原因可能是其表面包覆了MIP層。但這并沒有影響Fe3O4@MIPs的磁性分離。

圖5 磁性顆粒磁滯回線圖Fig.5 The hysteresis chart of magnetic particles

2.3 Fe3O4@MIPs性能的研究

2.3.1 Fe3O4@MIPs的選擇識(shí)別能力 分子印跡聚合物有很高的親和性與選擇性,可以從復(fù)雜樣品中選擇性吸附目標(biāo)分子。20 mg的聚合物,吸附50 μg/L四種有機(jī)錫(MBT,DBT,TBT,TPhT),結(jié)果如圖6。

圖6 Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIP對(duì)四種有機(jī)錫化合物的吸附能力Fig.6 Fe3O4@MIP and Fe3O4@NIP adsorption capacity of the four organic tin compounds

由圖6可知，F(xiàn)e3O4@MIPs對(duì)TBT的吸附量最高,是Fe3O4@NIPs對(duì)TBT吸附量的3.0倍。對(duì)MBT、DBT、TPhT的吸附量接近于Fe3O4@NIPs。由此可見,Fe3O4@MIPs含有與TBT在空間結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)排布上高度吻合的三維空穴,從而對(duì)TBT具有良好的記憶效應(yīng)。原因在于它是對(duì)TBT“量身定制”的,所以,三維空穴的空間形狀、大小與TBT完全匹配,孔穴體內(nèi)腔表面基團(tuán)與TBT所含基團(tuán)電子特征高度互補(bǔ),這樣的空穴對(duì)TBT具有相當(dāng)高的專一選擇性[30],即“記憶”功能。

2.3.2 Fe3O4@MIPs的吸附動(dòng)力學(xué) 圖7為 Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIPs的吸附動(dòng)力學(xué)曲線,從圖中可以看出,Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIPs對(duì)TBT的吸附量隨著時(shí)間的增加而增加,1 h后達(dá)到平衡。這是由于Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIPs表面較淺的孔穴有利于對(duì)TBT的快速吸附,因而在開始階段Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIPs的吸附速率較快,但表面孔穴達(dá)到吸附飽和后,TBT向Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIPs內(nèi)部孔穴的傳質(zhì)受到一定的阻力,其吸附速度下降,在1 h后才能達(dá)到吸附平衡。

圖7 Fe3O4@MIPs和Fe3O4@NIPs的吸附動(dòng)力學(xué)曲線Fig.7 Fe3O4@MIPs and Fe3O4@NIPs adsorption kinetics

2.3.3 Fe3O4@MIPs的吸附等溫線 圖8為Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIP對(duì)TBT為的吸附等溫線。

圖8 Fe3O4@MIP和Fe3O4@NIP對(duì)TBT的吸附等溫線Fig.8 Fe3O4@MIP and Fe3O4@NIP on TBT adsorption isotherm

由圖8中可以看出,Fe3O4@MIP及對(duì)應(yīng)的Fe3O4@NIP的吸附等溫線形狀均類似于Langmuir模型,隨著TBT濃度的增加,Fe3O4@MIP的吸附量逐漸增大,而Fe3O4@NIP的吸附量則迅速達(dá)到飽和;對(duì)于相同濃度的TBT溶液,無論是在低濃度還是高濃度區(qū)域,Fe3O4@MIP的吸附量均明顯大于Fe3O4@NIP的吸附量,且二者的吸附量之差隨溶液濃度的增加而增大。這是由于兩種聚合物的空間結(jié)構(gòu)存在明顯差異。Fe3O4@NIP的吸附能力相對(duì)較弱且沒有選擇性,原因可能在于其表面的極性基團(tuán)對(duì)TBT產(chǎn)生非特異性吸附;而Fe3O4@MIP因含有與TBT空間結(jié)構(gòu)匹配、互補(bǔ)的官能團(tuán)孔穴,這種空穴對(duì)TBT分子具有“記憶”功能,因而選擇性吸附能力強(qiáng),兩種聚合物的吸附量的差值主要源于這種空穴的特異性吸附。

依據(jù)Langmuir的等溫方程[31]作圖,如圖9。

式(2)

式中,Ce為平衡濃度,qe為平衡吸附量,Qmax為飽和吸附量,b為常數(shù)。Ce/qe對(duì)Ce在此濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系,由圖9可得到方程式為Ce/qe=3.1147+0.0423Ce,Fe3O4@MIPs對(duì)TBT的飽和吸附量Qmax=23.6 μg/g,b=0.0136。

圖9 Fe3O4@MIP吸附TBT的Langmuir等溫方程圖Fig.9 The Langmuir isotherm figure of Fe3O4@MIP

2.3.4 Fe3O4@MIPs的再生性能 由表3可知:Fe3O4@MIPs在重復(fù)使用過程中,吸附率有所下降,原因可能在于聚合物的輕微溶脹影響了其對(duì)TBT的吸附。但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍可表明,Fe3O4@MIPs具有較高的強(qiáng)度和剛性,在洗脫再生過程中,基本沒有軟化及溶解流失的現(xiàn)象,重復(fù)使用性較好。

表3 Fe3O4@MIPs的吸附率與重復(fù)使用次數(shù)的關(guān)系

2.4 線性范圍和檢出限

在優(yōu)化的工作條件下進(jìn)行測(cè)定,用HPLC-ICP-MS測(cè)定TBT的濃度,以吸收峰面積Y對(duì)TBT的濃度X(μg/L)作線性回歸分析方程。以S/N=3為信噪比,計(jì)算此測(cè)定方法下各海產(chǎn)的最低檢出限[32]。結(jié)果顯示:TBT在海產(chǎn)品組織液中的,在5 ng/g到1000 ng/g濃度范圍內(nèi),濃度和峰面積呈良好的線性關(guān)系。相關(guān)系數(shù)(R2)在0.9995到0.9999之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過5%;在貽貝組織液、泥蚶組織液和大黃魚組織液中檢出限分別為1.0、3.0 ng/g和4.0 μg/L。

2.5 重復(fù)性

取同一濃度的TBT溶液進(jìn)樣,重復(fù)6次,測(cè)得結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%,表明該儀器分析方法具有良好的重復(fù)性。

2.6 樣品分析

按實(shí)驗(yàn)方法中的方法處理海產(chǎn)樣品,富集分離進(jìn)樣。在上述最佳的實(shí)驗(yàn)條件下,用HPLC-ICP-MS測(cè)定濃縮后的樣品中的TBT的濃度,計(jì)算樣品加標(biāo)回收率,結(jié)果如表4。樣品回收率范圍在79.74%～95.72%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.3%～4.7%。表明該方法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠,具有較好的準(zhǔn)確度和精密度,可用于海產(chǎn)品中TBT的測(cè)定。

表4 加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=4)

3 結(jié)論

采用表面分子印跡技術(shù),以TBT為模板分子,Fe3O4@MAA為功能單體,EGDMA為交聯(lián)劑,AIBN為引發(fā)劑,乙腈為致孔劑,成功地制備了能特異性識(shí)別TBT的Fe3O4@MIPs。與傳統(tǒng)分子印跡聚合物比較,有顯著的選擇吸附力、快速的外部磁場(chǎng)分離力,縮短了前處理時(shí)間。用磁性分子印跡聚合物作為吸附劑,聯(lián)用HPLC-ICP-MS對(duì)TBT進(jìn)行檢測(cè)分析。海產(chǎn)品作為基質(zhì),該方法的最低檢測(cè)限為1.0 ng/g;線性范圍分別為5.0～1000 ng/g。對(duì)貽貝、泥蚶和大黃魚進(jìn)行分析,樣品加標(biāo)回收率范圍在79.74%～95.72%,RSD在1.3%～4.7%。

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Determination of tributyltin in seafood based on magnetic molecularly imprinted polymers coupled with high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry

YANG Hua1,2,XU Xiao-bing1,LIU Li-jun1,QI Xiang-yan1,PAN Dao-dong2,*

(1.Zhejiang Wanli University,Ningbo 315100,China; 2. Ningbo University,Ningbo 315211,China)

Iron oxide as a support surface imprinting,by two-stage polymerization,surface modification on its functional monomer(MAA),and the template molecule(TBT),a crosslinking agent(EGDMA)and porogen(acetonitrile)polymerization. Research specifically recognize TBT magnetic molecularly imprinted polymer prepared successfully(Fe3O4@ MIPs).Its physical was be characterization,and its adsorption capacity was be selection. The results showed that the Magnetic molecularly imprinted polymer compared to traditional imprinted polymers had a greater adsorption capacity,significantly more selective adsorption,magnetic separation and because of its characteristics,the pre-treatment process became easier and faster. Magnetic molecularly imprinted polymer as an adsorbent enrichment and separation,in a variety of seafood sample detection limit of 1.0 ng/g,and the recovery was 79.74%～95.72%,the linear range of 5 ng/g to 1000 ng/g. Mussels,cockles and large yellow croaker were mud and HPLC-ICP-MS analysis,sample recoveries in the range of 79.74%～95.72%,RSD 1.3%～4.7%. The method of total analysis time was shorter,lower detection limit,wider linear range,could be better applied to the determination of seawater and seafood tributyltin.

magnetic molecularly imprinted polymers;high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass;seafood;tributyltin

2016-05-04

楊華(1978-)，男，碩士，副教授，研究方向：水產(chǎn)品加工及貯藏，E-mail：24825973@qq.com。

*通訊作者:潘道東(1964-)，男，教授，主要從事食品加工及食品安全檢測(cè)方面的研究，E-mail：pandaodong@nbu.edu.cn。

浙江省水產(chǎn)重中之重學(xué)科開放基金資助(H22SC1423);浙江省生物工程重中之重學(xué)科學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(CX2014002)；國(guó)家支撐計(jì)劃(2015BAD17B02-3)；浙江省公益性項(xiàng)目(2014C32051)；寧波市富民專項(xiàng)項(xiàng)目(2015C10018)。

TS254.4

A

1002-0306(2016)22-0073-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.006