高等学校化学学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (7): 1521.doi: 10.7503/cjcu20200129
收稿日期:
2020-03-09
出版日期:
2020-07-10
发布日期:
2020-04-28
通讯作者:
邢钧
E-mail:gc-ms@263.net
WANG Xiaoru1,ZHANG Na1,2,XING Jun1,*()
Received:
2020-03-09
Online:
2020-07-10
Published:
2020-04-28
Contact:
XING Jun
E-mail:gc-ms@263.net
摘要:
以三聚氰胺(MEL)为模板分子, 采用沉淀聚合方法研究了以衣康酸(IA)为多齿功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂时, 组分之间摩尔比对三聚氰胺印迹聚合物(MIP)选择性的影响. 研究发现, 当MEL与IA摩尔比为1:1.5时, 所合成的MIP对三聚氰胺具有最佳选择性, 选择性系数k=10.41(以三聚氰酸为对照物). 此时IA的识别位点(羧基)与三聚氰胺的可识别位点(胺基)摩尔比为1:1, 因此, 不会出现由过量功能单体引起的非特异性吸附. Scatchard分析结果表明, 这种MIP能够在更宽的三聚氰胺浓度范围(1~100 mg/L)内只表现出特异性吸附. 以灭蝇胺为对照物时, kNIP<1但kMIP>1, 该结果证明MIP对分子的形状有良好的识别能力. 最后, 以制备的MIP为固相萃取吸附剂, 结合高效液相色谱/紫外检测器(HPLC/UV)建立了三聚氰胺测定方法. 当牛奶(奶粉)中MEL的加标浓度分别为15, 600和4500 μg/L(μg/kg)时检测的加标回收率为92.34%~109.4%.
中图分类号:
TrendMD:
王晓如,张娜,邢钧. 基于多齿功能单体的三聚氰胺印迹材料的制备及应用. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1521.
WANG Xiaoru,ZHANG Na,XING Jun. Preparation and Application of Melamine Imprinted Material Using Itaconic Acid as Multidentate Functional Monomer. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(7): 1521.
MIPs | Molar ratio of reactant | Q/(mg·g-1) | IF* | k | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
MEL/IA | IA/EGDMA | ||||||
MIP1 | 1:1.0 | 1:13.5 | 0.33 | 1.94 | 1.24 | ||
MIP2 | 1:1.5 | 1:13.5 | 0.49 | 2.88 | 1.36 | ||
MIP3 | 1:2.0 | 1:13.5 | 0.45 | 2.67 | 1.17 | ||
MIP4 | 1:1.5 | 1:15 | 0.56 | 2.15 | 1.12 | ||
MIP5 | 1:1.5 | 1:10 | 0.51 | 1.70 | 1.23 | ||
MIP6 | 1:1.5 | 1:5 | 0.64 | 2.46 | 1.38 | ||
MIP7 | 1:1.5 | 1:4 | 1.02 | 3.00 | 1.96 | ||
MIP8 | 1:1.5 | 1:3 | 1.07 | 2.32 | 1.42 |
Table 1 Performance of MIPs under different synthetic conditions
MIPs | Molar ratio of reactant | Q/(mg·g-1) | IF* | k | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
MEL/IA | IA/EGDMA | ||||||
MIP1 | 1:1.0 | 1:13.5 | 0.33 | 1.94 | 1.24 | ||
MIP2 | 1:1.5 | 1:13.5 | 0.49 | 2.88 | 1.36 | ||
MIP3 | 1:2.0 | 1:13.5 | 0.45 | 2.67 | 1.17 | ||
MIP4 | 1:1.5 | 1:15 | 0.56 | 2.15 | 1.12 | ||
MIP5 | 1:1.5 | 1:10 | 0.51 | 1.70 | 1.23 | ||
MIP6 | 1:1.5 | 1:5 | 0.64 | 2.46 | 1.38 | ||
MIP7 | 1:1.5 | 1:4 | 1.02 | 3.00 | 1.96 | ||
MIP8 | 1:1.5 | 1:3 | 1.07 | 2.32 | 1.42 |
Molar ratioa | c/(mg·L-1) | V/mL | mb/mg | mMIP/mg | Qmax/(mg·g-1) | m'c/mg | Ref. | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Specific | Non-specific | |||||||
3: 4 | 20—120 | 10 | 1.2 | 20 | 0.077 | 32.07 | 0.641 | [ |
1: 1.6 | 5—60 | 15 | 0.9 | 30 | 5.50 | 13.50 | 0.405 | [ |
1: 8 | 1—1000 | 5 | 5.0 | 50 | 1.023 | 9.261 | 0.463 | [ |
3: 4 | 0.5—1000 | 6 | 6.0 | 20 | 20.34 | 102.8 | 2.055 | [ |
1: 1 | 1—100 | 5 | 0.5 | 20 | 2.338 | — | 0.047 | This work |
Table2 Comparison of binding characteristics and affinity of MIP towards melamine
Molar ratioa | c/(mg·L-1) | V/mL | mb/mg | mMIP/mg | Qmax/(mg·g-1) | m'c/mg | Ref. | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Specific | Non-specific | |||||||
3: 4 | 20—120 | 10 | 1.2 | 20 | 0.077 | 32.07 | 0.641 | [ |
1: 1.6 | 5—60 | 15 | 0.9 | 30 | 5.50 | 13.50 | 0.405 | [ |
1: 8 | 1—1000 | 5 | 5.0 | 50 | 1.023 | 9.261 | 0.463 | [ |
3: 4 | 0.5—1000 | 6 | 6.0 | 20 | 20.34 | 102.8 | 2.055 | [ |
1: 1 | 1—100 | 5 | 0.5 | 20 | 2.338 | — | 0.047 | This work |
Analyte | Q/(mg·g-1) | KD/(L·g-1) | k | |
---|---|---|---|---|
MIP | MEL | 1.146 | 0.177 | — |
CYR | 0.442 | 0.054 | 3.28 | |
CYA | 0.084 | 0.017 | 10.41 | |
NIP | MEL | 0.316 | 0.032 | — |
CYR | 0.306 | 0.034 | 0.94 | |
CYA | 0.082 | 0.017 | 1.88 |
Table 3 Selectivity factors of MIP and NIP to MEL(non-competition)
Analyte | Q/(mg·g-1) | KD/(L·g-1) | k | |
---|---|---|---|---|
MIP | MEL | 1.146 | 0.177 | — |
CYR | 0.442 | 0.054 | 3.28 | |
CYA | 0.084 | 0.017 | 10.41 | |
NIP | MEL | 0.316 | 0.032 | — |
CYR | 0.306 | 0.034 | 0.94 | |
CYA | 0.082 | 0.017 | 1.88 |
Target | Control | Functional monomer | k | Ref. |
---|---|---|---|---|
MEL | CYA | 9-VCb | 2.53 | [ |
DTYa | CYA | MAA | 2.05 | [ |
MEL | CYA | IA | 10.41 | This work |
Table 4 Comparison of selectivity factors of MIP to MEL
Target | Control | Functional monomer | k | Ref. |
---|---|---|---|---|
MEL | CYA | 9-VCb | 2.53 | [ |
DTYa | CYA | MAA | 2.05 | [ |
MEL | CYA | IA | 10.41 | This work |
Analyte | Q/(mg·g-1) | KD/(L·g-1) | k | |
---|---|---|---|---|
MIP | MEL | 0.942 | 0.105 | 1.96 |
CYR | 0.530 | 0.054 | — | |
NIP | MEL | 0.313 | 0.027 | 0.82 |
CYR | 0.348 | 0.033 | — |
Table 5 Selectivity factors of MIP and NIP using mixed solution of MEL(10 mg/L) and CYR(10 mg/L)
Analyte | Q/(mg·g-1) | KD/(L·g-1) | k | |
---|---|---|---|---|
MIP | MEL | 0.942 | 0.105 | 1.96 |
CYR | 0.530 | 0.054 | — | |
NIP | MEL | 0.313 | 0.027 | 0.82 |
CYR | 0.348 | 0.033 | — |
Fig.4 Optimization of MISPE conditions: loading solvent(A), washing solvent(B) and eluting solvent(C) (C) Elution sovent: a. Vmethanol: Vacetic acid=8:2; b. Vmethanol: Vacetic acid=9:1; c. Vmethanol: V N H 3 · H 2 O =8:2; d. Vmethanol: V N H 3 · H 2 O =9:1.
Sample | Method | Linear range/(μg·L-1) | LOD/(μg·L-1) | Ref. |
---|---|---|---|---|
Milk powder, feed | MISBSEa-HPLC/UV | 2—200 | 0.54 | [ |
Milk | MMISPEb-HPLC/MS/MS | 10—1000 | 2.6 | [ |
Milk | MISPE UPLC/UV | 27—2700 | 0.8 | [ |
Egg | MISPE HPLC/UV | 100—25000 | 0.5 | [ |
Milk | MIDEc-HPLC/DAD | — | 0.6 | [ |
Milk, milk powder | MISPE-HPLC/UV | 1—1000 | 0.3 | This work |
Table 6 Comparison with previous methods based on molecularly imprinting technology
Sample | Method | Linear range/(μg·L-1) | LOD/(μg·L-1) | Ref. |
---|---|---|---|---|
Milk powder, feed | MISBSEa-HPLC/UV | 2—200 | 0.54 | [ |
Milk | MMISPEb-HPLC/MS/MS | 10—1000 | 2.6 | [ |
Milk | MISPE UPLC/UV | 27—2700 | 0.8 | [ |
Egg | MISPE HPLC/UV | 100—25000 | 0.5 | [ |
Milk | MIDEc-HPLC/DAD | — | 0.6 | [ |
Milk, milk powder | MISPE-HPLC/UV | 1—1000 | 0.3 | This work |
Sample | Spiking concentration(μg· | Recovery(%) | RSD(%, n=3) |
---|---|---|---|
Milk 1 | 15 | 92.34 | 3.1 |
600 | 98.73 | 4.1 | |
4500 | 101.40 | 2.2 | |
Milk 2 | 15 | 95.22 | 4.1 |
600 | 100.30 | 6.5 | |
4500 | 105.70 | 3.9 | |
Milk powder 1 | 15 | 95.01 | 6.4 |
600 | 94.67 | 2.5 | |
4500 | 107.20 | 3.0 | |
Milk powder 2 | 15 | 95.35 | 4.4 |
600 | 95.50 | 4.9 | |
4500 | 109.40 | 3.2 |
Table 7 Recoveries of MEL in spiked milk and milk powder samples
Sample | Spiking concentration(μg· | Recovery(%) | RSD(%, n=3) |
---|---|---|---|
Milk 1 | 15 | 92.34 | 3.1 |
600 | 98.73 | 4.1 | |
4500 | 101.40 | 2.2 | |
Milk 2 | 15 | 95.22 | 4.1 |
600 | 100.30 | 6.5 | |
4500 | 105.70 | 3.9 | |
Milk powder 1 | 15 | 95.01 | 6.4 |
600 | 94.67 | 2.5 | |
4500 | 107.20 | 3.0 | |
Milk powder 2 | 15 | 95.35 | 4.4 |
600 | 95.50 | 4.9 | |
4500 | 109.40 | 3.2 |
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