分子印迹固相萃

发布时间：2019-03-29 15:45

【摘要】：本论文在碳纳米材料技、分子印迹固相萃取技术(Molecularly imprinted solid-phase extraction,MISPE)与微芯片技术的基础上,分别研制了三种以功能化氧化石墨烯为载体材料的MISPE整体柱,将性能优良的小柱集成于微芯片通道内构建前处理阵列芯片。该装置具有特异识别、选择富集及基质除杂的功能以及简便、实用、成本低的特点,经过样品预处理后,利用高效液相色谱分析系统(High performance liquid chromatography,HPLC)对食品样品中的有害目标物进行痕量检测。通过一定方法合成MISPE整体柱后,选取一定数量的小柱镶嵌于聚二甲基硅氧烷(PDMS)/玻璃芯片中得到MISPE前处理阵列芯片,利用MISPE聚合物的特定空间结合位点在阵列芯片上实现对目标物的识别富集过程,同时能够有效去除基质干扰,并结合HPLC法对不同食品样品中待测物进行高灵敏度检测。本文将从以下几个方面进行简单的内容叙述:1.绪论。首先介绍了本论文的研究背景、目的及现实意义,并分别从分子印迹技术的原理与制备方法、分子印迹固相萃取技术的发展现状与实际应用等方面进行了阐述。然后重点概括了微芯片技术的定义、制作芯片材料的方法以及芯片上固相萃取技术的应用实例等。为了提高MISPE整体柱的富集除杂性能,改善分子印迹聚合物中结合位点被包埋情况,本文引入功能化碳纳米材料并简述了碳纳米材料分类、石墨烯合成方法以及与分子印迹固相萃取技术结合的实际应用等。接下来对整体柱的传统定义、常见分类以及分子印迹型整体柱的研究现状与应用实例进行了简要描述。最后,结合食品安全问题的现状,本论文旨在构建杂合纳米材料-分子印迹固相萃取前处理阵列芯片并将其应用于食品样品安全分析,指明了论文的研究意义与目的。2.本章针对食品禁用致癌染料的分析问题,构建了基于硅烷化氧化石墨烯(GO/SiO_2)纳米材料的阵列式MISPE-PDMS/玻璃芯片前处理装置,并结合高效液相色谱荧光检测(High performance liquid chromatography-fluorescence detection,HPLC-FLD)法对辣椒粉中的罗丹明B(RB)进行痕量检测。首先将印迹分子-RB,单体-甲基丙烯酸(Methyl acrylamide,MAA),载体材料-GO/SiO_2,交联剂-乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(Ethylene glycol dimethyl methacrylate,EDMA),三元致孔剂-甲醇/甲苯/正十二醇(0.5:1:1.5,v/v/v),引发剂-偶氮二异丁腈(Azodiisobutyronitrile,AIBN)在适宜条件下反应得到GO/SiO_2-MISPE整体柱。然后将硅烷化的玻璃盖片与制备的PDMS基片通过等离子键合方式封合形成PDMS/玻璃杂合芯片。取4根GO/SiO_2-MISPE柱集成于该杂合芯片微通道中制得GO/SiO_2-MISPE阵列芯片装置,芯片上的样品流动通过微量注射泵驱动完成,实现对GO/SiO_2-MISPE柱的活化、上样、淋洗、洗脱等一系列过程,可用于样品预处理。本实验分别对一系列影响参数进行探讨研究,例如印迹分子/功能单体/交联剂比例(T:M:C)、碳纳米材料的加入量、反应时间或温度或方法等条件、致孔剂类别与比例、淋洗液和洗脱液种类等,从而获得性能优良的GO/SiO_2-MISPE整体柱。通过使用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对GO/SiO_2-MISPE柱进行内部形态表征以及红外光谱(Fourier transform infrared,FT-IR)对该柱进行分子结构表征,并利用HPLC-FLD法对该柱的吸附容量、选择性及阵列芯片的性能、富集倍数进行考察。该法操作过程简便、对实际样品分析效果好,并且灵敏度较高,可用于对辣椒粉等调味品中RB的含量检测过程中,具有较大实际意义。3.本章针对水产品中环境激素残留的安全问题,构建了基于纳米银-氧化石墨烯(Ag/GO)纳米材料的阵列式双印迹MISPE-PDMS/玻璃芯片前处理装置,并结合HPLC-FLD法对草鱼中的双酚A(BPA)和壬基酚(NP)同时进行痕量检测。其中,Ag/GO-MISPE整体柱的制备以BPA和NP,MAA,Ag/GO,EDMA,甲醇:甲苯(1:0.3,v/v),AIBN分别作为双印迹模板、单体、载体材料、交联剂、二元致孔剂、引发剂在密封容器内通过原位聚合方式制得。选取8根性能优良的双印迹Ag/GO-MISPE柱分别嵌入PDMS基片对应的微通道内,与硅烷化玻璃片键合后制得Ag/GO-MISPE-PDMS/玻璃阵列芯片,将杂合芯片上的进/出端口分别与注射泵和收液瓶连接以顺利完成上样、洗脱等过程,该阵列芯片前处理装置不仅大幅度提高Ag/GO-MISPE柱吸附容量,还能对BPA和NP两种物质同时进行选择性识别富集。本实验分别对T:M:C比例、聚合条件、致孔剂、洗脱液和淋洗液的种类与比例等条件进行了优化,同时采用SEM、FT-IR对Ag/GO-MISPE整体柱的形态结构进行了表征,并考察了Ag/GO-MISPE柱的吸附容量和选择性及双印迹阵列芯片的性能和富集倍数。结果表明该方法可成功地应用于水产品中BPA和NP的同时分离测定。4.本章针对广谱抗生素药物在动物源性样品中残留严重的现状,构建了杂合磁性氧化石墨烯(Fe_3O_4/GO)纳米材料的辐射式多印迹MISPE-PDMS/玻璃阵列芯片装置,并结合HPLC-FLD法同时痕量分析检测鸡蛋中存在的四环素(TC)、金霉素(CTC)、强力霉素(DC)成分。分别以TC、CTC、DC作为单一模板,将MAA,Fe_3O_4/GO,EDMA,甲醇/乙腈/丁二醇(1:1:0.5,v/v/v),AIBN依次作为功能单体、载体材料、交联剂、混合致孔剂和引发剂在水浴加热条件下反应制得三种Fe_3O_4/GO-MISPE整体柱。各选取4根三种自制小柱集成于12通道的PDMS基片上,然后与玻璃封合制得辐射式Fe_3O_4/GO-MISPE-PDMS/玻璃芯片。本实验对三种Fe_3O_4/GO-MISPE整体柱的T:M:C比例、聚合条件、致孔剂、洗脱液和淋洗液种类及比例等参数进行筛选得到性能良好的小柱。采用SEM、FT-IR对Fe_3O_4/GO-MISPE柱内部的形态和结构进行表征,并分别对TC、CTC、DC三种Fe_3O_4/GO-MISPE柱的吸附容量、选择性以及辐射式阵列芯片的性能、富集倍数进行考察后,可将该芯片装置用于鸡蛋样品中TC、CTC、DC的富集除杂等预处理过程。
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【学位授予单位】：广东药科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.72;TS207.3

【参考文献】