功能石墨烯—新型固相萃取技术在抗生素残留分析中的应用研究

发布时间：2017-10-31 09:00

  本文关键词：功能石墨烯—新型固相萃取技术在抗生素残留分析中的应用研究

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【摘要】：抗生素的不合理使用和滥用,对生态环境和人体健康造成的潜在危害日趋严重。尤其食品中的抗生素残留对人体有着直接危害作用,更不容忽视。由于抗生素含量低且存在基质复杂,在分析检测前必需进行合理的样品前处理操作。固相萃取(Solid-phase extraction, SPE)技术操作简便,萃取性能佳,是一种成熟的样品前处理技术。但其仍存在一些不足之处,如萃取过程繁杂耗时；萃取装置耗材、成本高；吸附剂填料选择性少、制备流程复杂、应用范围窄等。其中,吸附剂的选择是决定SPE性能的关键因素,直接影响着SPE的萃取效率。目前,基于石墨烯的功能化材料因其较大的比表面积、优良的吸附性能,近年来作为SPE吸附剂用于复杂样品的前处理中备受关注,前景可观。基于以上几点,本论文尝试制备高吸附性能的功能石墨烯材料用于SPE或设计简单环保、低成本的新型固相萃取装置并将其与色谱技术联用,检测食品中抗生素残留,实现样品前处理及分离分析的优化组合。该论文在综述前人工作的基础上,主要开展了以下研究工作：(1)成功制备出具有磁性的CoFe204-石墨烯(CoFe204-G)复合材料并作为吸附剂,首次用于奶制品中磺胺类抗生素(磺胺甲基嘧啶SM1、磺胺甲二唑SMTZ.磺胺多辛SDX、磺胺甲恶唑SMZ、磺胺异恶唑SIZ)的磁性固相萃取(MSPE)技术,结合高效液相色谱进行检测。CoFe204-G的形貌、结构及磁性能通过SEM、FT-IR、UV、XRD和VSM等技术进行表征。实验对影响MSPE萃取性能的参数,如样品pH、吸附剂质量、萃取时间和洗脱剂的选择等进行了详细优化。在最佳萃取条件下(溶液pH 4.0;15.0 mg CoFe204-G；萃取时间20 min；洗脱剂为05 mL 5%(v/v)HAc-甲醇溶液,五种抗生素标准品在浓度范围0.02-50.00 mg L-1内具有良好线性,相关系数r≥0.9982,其中检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别低于159 μgL-1、4.81 μgL-1。另外,所建立方法的日内和日间相对标准偏差(RSDs)分别小于4.3%、6.5%,说明该方法具有较好的精密度。通过加标回收实验,该方法成功应用于牛奶样品中磺胺类抗生素残留的检测。五种抗生素在奶样A、B中的加标回收率分别在62.0-97.6%和68.8-104.0%,对应RSDs分别低于14.0%和10.4%。另外,经MSPE后的CoFe2O4-G材料通过丙酮、二次水先后洗涤、真空干燥,可重复使用。实验结果表明,该方法操作简便,灵敏度高,重复性好,是一种方便、可靠、有前途的萃取技术,可结合色谱技术用于复杂基质中磺胺类抗生素的分析。(2)合成了高吸附性能的氧化石墨烯／壳聚糖(GO/CS)复合材料并作为吸附剂用于实验室自组装的微型化固相萃取装置(m-SASPE)中,结合液相色谱,实现了鸡蛋和蜂蜜样品中磺胺类抗生素(磺胺甲基嘧啶SM1、磺胺甲二唑SMTZ、磺胺多辛SDX、磺胺甲恶唑SMZ、磺胺异恶唑SIZ)残留的快速检测。实验对m-SASPE的萃取参数包括样品P H、GO/CS用量、洗脱剂和转速的选择进行优化。在最佳萃取条件下,五种磺胺类抗生素在0.01-10.00μg g-1范围内具有良好的线性,相关系数r≥0.9989。检出限(LODs)和定量限(LOQs)分别为0.71-098 ng g-1和2.15-298 ng g-1。考察其日内RSDs和日间RSDs分别小于3.5%和7.1%,表明实验中建立的该分析方法精密度良好。通过加标实验,该方法成功应用于鸡蛋和蜂蜜样品中磺胺类抗生素残留的检测。五种磺胺类抗生素在鸡蛋和蜂蜜样品中的加标回收率分别在75.3-105.2%和81.2-101%,RSDs分别低于13.5%和12.6%。结果表明,建立的m-SASPE-HPLC方法简便,快速有效,可用于鸡蛋、蜂蜜等食品中对磺胺类抗生素的灵敏检测。
【关键词】：功能石墨烯 新型固相萃取技术 抗生素
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS207.5;O658.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-39
• 1.1 固相萃取及新型模式简介12-29
• 1.1.1 固相萃取技术(SPE)13-14
• 1.1.2 固相微萃取(SPME)14-20
• 1.1.2.1 纤维针式固相微萃取(Fiber SPME)15-16
• 1.1.2.2 管内固相微萃取(In-tube SPME)16-18
• 1.1.2.3 搅拌棒吸附萃取(SBSE)18-20
• 1.1.3 分散固相萃取(d-SPE)20-22
• 1.1.4 磁性固相萃取(MSPE)22-24
• 1.1.5 基质分散固相萃取(MSPD)24-26
• 1.1.6 免疫亲和固相萃取(IASPE)26-28
• 1.1.7 微型化固相萃取(μ-SPE)28-29
• 1.2 石墨烯及石墨烯功能材料简介29-35
• 1.2.1 石墨烯29-30
• 1.2.2 石墨烯功能材料30-32
• 1.2.2.1 金属/石墨烯功能材料30-31
• 1.2.2.2 金属氧化物/石墨烯功能材料31-32
• 1.2.2.3 结构相对较复杂的石墨烯功能材料32
• 1.2.3 石墨烯及其功能材料在样品前处理中的应用32-35
• 1.2.3.1 在SPE中的应用32-33
• 1.2.3.2 在SPME中的应用33-34
• 1.2.3.3 在MSPE中的应用34
• 1.2.3.4 在其他萃取技术中的应用34-35
• 1.3 抗生素简介35-37
• 1.3.1 抗生素现状35-36
• 1.3.2 对抗生素的检测研究36-37
• 1.4 本论文的选题意义及研究内容37-39
• 第二章 基于CoFe_2O_4-石墨烯的磁性固相萃取-液相色谱联用测定牛奶中磺胺类抗生素残留39-56
• 2.1 引言39-40
• 2.2 实验部分40-43
• 2.2.1 仪器与试剂40-41
• 2.2.2 磁性CoFe_2O_4-G复合材料的合成41-42
• 2.2.3 样品处理42
• 2.2.4 MSPE程序42-43
• 2.3 结果与讨论43-54
• 2.3.1 材料表征43-46
• 2.3.2 HPLC条件的优化46-47
• 2.3.3 萃取条件的优化47-50
• 2.3.4 方法学考察50-51
• 2.3.5 实际奶样分析51-53
• 2.3.6 与其他方法对比53-54
• 2.3.7 磁性材料的重复性使用54
• 2.4 本章小结54-56
• 第三章 基于氧化石墨烯/壳聚糖的微型化自组装固相萃取-液相色谱联用检测鸡蛋和蜂蜜中磺胺类抗生素残留56-69
• 3.1 引言56-57
• 3.2 实验部分57-59
• 3.2.1 仪器与试剂57
• 3.2.2 GO和GO/CS的制备57-58
• 3.2.3 样品处理58-59
• 3.2.4 m-SASPE程序59
• 3.3 结果与讨论59-68
• 3.3.1 材料表征59-61
• 3.3.2 萃取条件优化61-64
• 3.3.3 方法学考察64-65
• 3.3.4 实际样品分析65-67
• 3.3.5 与其他方法对比67-68
• 3.4 本章小结68-69
• 总结与展望69-71
• 参考文献71-91
• 攻读学位期间发表或在投的学术论文91-92
• 致谢92-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1121640