专利名称：一种葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的制备及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种分子印迹吸附材料的制备方法与应用技术，特别涉及一种葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的制备方法及在食品检测中的应用技术。
背景技术：
苏丹红染色剂常作为一种工业原料被广泛用于如溶剂、油脂、蜡、汽油的增色及鞋、地板等增光方面。1896年科学家达迪将其命名为苏丹红并沿用至今。苏丹红主要包括
I、II、III和IV四种类型属于偶氮类油溶性工业色素，其中苏丹红II、III、IV都是苏丹红I的衍生物，被国际癌症研究机构(IARC)列为三类致癌物之一。世界各国都已命令禁止将苏 丹红应用于食品中；而在经济利益的驱使下，有人将苏丹红作为食品添加剂，用于辣椒酱、腐乳等加工食品中，以增加其颜色的色泽，对人体健康造成极大的伤害，因此尽快建立准确可靠的食品中苏丹红的分析检测方法尤为重要。由于食品中成分非常复杂，而苏丹红的含量又比较低，给直接检测食品中苏丹红带来极大的困难，采用苏丹红分子印迹吸附材料分离富集后进行测定使检测苏丹红的方法更灵敏、更准确。具有分子识别功能的高选择性材料，一直受到人们的关注，分子印迹技术是当前制备高选择性材料的主要方法之一。依据此技术制备的分子印迹聚合物，由于对印迹分子的立体结构具有“记忆”功能而表现预定、专一的识别性能，在分离科学、生物模拟科学等领域有十分广阔的应用前景。申请号为201010210778. 7的专利中公开一种苏丹红分子印迹聚合物的制备方法，印迹聚合物的传统制备方法是将模板分子、功能单体、交联剂和引发剂按一定配比溶解在溶剂(致孔剂)中，在适当条件下引发聚合后得到块状的高度交联刚性聚合物；然后经粉碎、过筛而得到尺寸符合要求的粒子。此方法所需装置简单，普适性强，但通常存在以下问题(I)在研磨过程中可控性差，不可避免地产生一些不规则颗粒，同时破坏部分印迹点。经筛分后获得的合格颗粒一般低于50%，造成明显浪费；(2)存在模板分子包埋过深、难以洗脱、模板渗漏和机械性能低；(3)印迹位点分布不均一，一部分处于颗粒孔避上，其传质速率较快，而另一些包埋在聚合物本体之中，受位阻影响，可接近性差，再结合模板分子的速率慢，从而降低了印迹位点的利用率。为了解决上述问题，表面印迹作为一种新的方法近年来成为研究的热点。所谓表面分子印迹就是采取一定的措施把所有的结合位点结合在具有良好可接近性的表面上，从而有利于模板分子的脱除和再结合。所以选择理想的支持体很重要，目前所用的支持体主要是磁性微球和硅胶颗粒，申请号为201010519633. 5,201010242495. O的专利中公开都是以硅胶球为支持的印迹吸附材料；申请号为201110252472. 2的专利中公开一种以磁性微球为支持的印迹吸附材料。葡聚糖凝胶是具有多孔性三度空间网状结构的高分子化合物，属于软性凝胶，其微孔能吸入大量溶剂。凝胶溶胀性能好，在生物化学中广泛用于蛋白质、核酸、酶和多糖类高分子物质的分离，是生物大分子分离纯化技术中不可缺少的一类介质。其分离基础是根据溶液中这些物质分子体积大小进行过筛，葡聚糖凝胶起分子筛的作用。但葡聚糖凝胶应用于稀溶液的浓缩效果不理想，而且对分子体积相近的无法分离，更对结构相近的分子无法识别。葡聚糖凝胶含有亲水性，还带有丰富的配位基、很容易进行化学改性，是理想聚合物支持体。国内在1986年王启超等(分析化学，1986，14(8)，584 586)首次将巯基连接到葡聚糖凝胶上合成巯基葡聚糖凝胶用于金属离子分离富集。而用葡聚糖凝胶作为支持体合成苏丹红分子印迹吸附材料的未见公开的专利和文献报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的制备方法，主要是以葡聚糖凝胶为支持体，在其表面印迹上苏丹红分子，合成对苏丹红分子具有高选择性、有特异识别能力的吸附材料。本发明的目的通过以下技术方案实现。
—种葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的制备方法，特征在于该方法具有以下工艺步骤(I)葡聚糖凝胶活化处理将预先溶胀洗涤多次葡聚糖凝胶于6mol/L盐酸溶液，室温下浸泡24h，用去离子水洗涤至中性，抽滤后80°C烘干，得活化葡聚糖凝胶；(2)巯基葡聚糖凝胶制备方法，特点是在反应器中，按如下组成质量百分比加入，巯基乙酸30 45%，四氢呋喃30 48%，葡聚糖凝胶18 30%，浓硫酸0. 10
O.25%，各组分含量之和为百分之百，加塞，于40±2°C下，反应45 60h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基葡聚糖凝胶；(3)葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备按如下组成质量百分比加入，乙腈55 70%，苏丹红0. 04 I. 0%，乙二醇二甲基丙烯酸酯12 25%，偶氮二异丁腈0. 2 I. O%，巯基葡聚糖凝胶12 25%，各组分含量之和为百分之百，通入惰性气体5 15min除去氧气，密封与空气隔绝，于50 ± 5°C恒温反应5 7h，再升温60 ± 5°C恒温反应10 15h，最后升温至85°C，继续反应4 8h，过滤洗涤；(4)模板分子的脱除以0.4mol/L 0.8mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取8 12h，再用乙腈洗去残留的盐酸和乙醇，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于50±5°C真空干燥箱中干燥，即为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。本发明的另一个目的是提供葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料在食品分析中对苏丹红分子识别及吸附中的应用。特征为将制备好的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料直接在乙醇或丙酮介质中，按静态法吸附；还可以将制备好的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制作成吸附柱，按动态法吸附，其流速为O. 10 O. 50mL/min。吸附后用O. 2mol/L O. 8mol/L的盐酸乙醇溶液洗脱，洗脱液用分光光度法测定苏丹红的含量。本发明的优点及效果是(I)本发明获得高选择性吸附材料是葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料，该法制得的表面分子印迹聚合物具有特定的空穴，对苏丹红具有特异的识别能力，选择性较高，对其它共存物质不吸附。(2)本发明葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备过程简单，条件易于控制,生产成本低。(3)本发明制备葡聚糖凝胶表面算红分子印迹吸附材料，由于是在葡聚糖凝胶表面修饰上分子印迹聚合物，其吸附位点都在吸附剂的表面，有利于模板分子吸附和洗脱，洗脱时间短，吸附能力强、效率高，其对苏丹红分子最大吸附容量为186mg/g，最高吸附率可达96%。(4)本发明制备葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料，所用的支持原料葡聚糖凝胶来源广泛，可生物降解，并且是再生资源，该材料绿色环保，有良好的物理化学稳定性和优异的机械稳定性。(5)同时具有再生能力，可以反复使用10次以上。·
图I为葡聚糖凝胶扫描电镜图；图2为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的扫描电镜图；图3为葡聚糖凝胶红外光谱图；图4为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的红外光谱图。图5为静态吸附法吸附时间对吸附率的影响(纵坐标Q为吸附率)
具体实施例方式实施例I(I)葡聚糖凝胶活化处理将预先溶胀洗涤多次葡聚糖凝胶于6mol/L盐酸溶液，室温下浸泡24h，用去离子水洗涤至中性，抽滤后80°C烘干，得活化葡聚糖凝胶；(2)巯基葡聚糖凝胶制备方法，在四口烧瓶中加入20mL巯基乙酸20mL四氢呋喃，IOg活化葡聚糖凝胶，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应48h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基葡聚糖凝胶；(3)葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入20mL乙腈，加入O. 05g苏丹红，常温下搅拌充分溶解后，加入8. Og乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. Ig偶氮二异丁腈，5. Og巯基葡聚糖凝胶，通入氩气5min除去氧气，，密封与空气隔绝，搅拌，于50°C恒温反应6h，再升温60°C恒温反应12h，最后升温至85°C，继续反应6h，过滤洗涤；(4)模板分子的脱除以O. 5mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗去残留的盐酸和乙醇，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。实施例2(I)葡聚糖凝胶活化处理将预先溶胀洗涤多次葡聚糖凝胶于6mol/L盐酸溶液，室温下浸泡24h，用去离子水洗涤至中性，抽滤后80°C烘干，得活化葡聚糖凝胶；(2)巯基葡聚糖凝胶制备方法，在四口烧瓶中加入15mL巯基乙酸12mL四氢呋喃，IOg活化葡聚糖凝胶，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应55h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基葡聚糖凝胶；(3)葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入30mL乙腈，加入O. Ig苏丹红，常温下搅拌充分溶解后，加入IOg乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. 2g偶氮二异丁腈，8. Og巯基葡聚糖凝胶，通入氩气IOmin除去氧气，密封与空气隔绝，搅拌，于55°C恒温反应5h，再升温65°C恒温反应10h，最后升温至85°C，继续反应4h，过滤洗涤；(4)模板分子的脱除以O. 8mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取8h，再用乙腈洗去残留的盐酸和乙醇，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。实施例3(I)葡聚糖凝胶活化处理将预先溶胀洗涤多次葡聚糖凝胶于6mol/L盐酸溶液， 室温下浸泡24h，用去离子水洗涤至中性，抽滤后80°C烘干，得活化葡聚糖凝胶；(2)巯基葡聚糖凝胶制备方法，在四口烧瓶中加入12mL巯基乙酸15mL四氢呋喃，
8.Og活化葡聚糖凝胶，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应60h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基葡聚糖凝胶；(3)葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入40mL乙腈，加入O. 2g苏丹红，常温下搅拌充分溶解后，加入12g乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. 5g偶氮二异丁腈，16g巯基葡聚糖凝胶，通入氩气15min除去氧气，密封与空气隔绝，搅拌，于45°C恒温反应7h，再升温55°C恒温反应10h，最后升温至85°C，继续反应5h，过滤洗涤；(4)模板分子的脱除以O. 4mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取12h，再用乙腈洗去残留的盐酸和乙醇，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。实施例4(I)葡聚糖凝胶活化处理将预先溶胀洗涤多次葡聚糖凝胶于6mol/L盐酸溶液，室温下浸泡24h，用去离子水洗涤至中性，抽滤后80°C烘干，得活化葡聚糖凝胶；(2)巯基葡聚糖凝胶制备方法，在四口烧瓶中加入20mL巯基乙酸14mL四氢呋喃，IIg活化葡聚糖凝胶，加入O. ImL浓硫酸，加塞，加热此溶液40°C恒温，搅拌下反应45h，冷至室温过滤，然后用去离子水洗涤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基葡聚糖凝胶；(3)葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备在四口烧瓶中加入40mL乙腈，加入O. Ig苏丹红，常温下搅拌充分溶解后，加入8. Og乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. 2g偶氮二异丁腈，9. Og巯基葡聚糖凝胶，通入氩气IOmin除去氧气，密封与空气隔绝，搅拌，于55°C恒温反应6h，再升温60°C恒温反应12h，最后升温至85°C，继续反应6h，过滤洗涤；(4)模板分子的脱除以O. 6mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗去残留的盐酸和乙醇，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。实施例5葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料应用方法动态法吸附，食品中苏丹红的检测，分离后采用分光光度法检测，其具体方法的步骤如下
(I)萃取柱的制备将制备好的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料，以水为匀浆液，进行湿法装柱，该柱依次用水、乙醇洗涤多次备用；(2)对于含有苏丹红样品，用葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料采用动态吸附的方法进行处理，以O. 20mL/min的流速通过吸附柱，吸附后用O. 5mol/L的盐酸乙醇溶液洗脱，洗脱液用分光光度法测定苏丹红的含量。实施例6葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料应用方法静态法吸附，食品中苏丹红的检测，分离后采用分光光度法检测，其具体方法如下取不同浓度的苏丹红乙醇或丙酮溶液10mL，在相同条件下加入适量的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料，震荡吸附20min取清液，用分光光度法测定消液中苏丹红的浓度，计算出葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的最大吸附容量；另一种方法是 将，震荡吸附20min，将清液分离后，用O. 5mol/L的盐酸乙醇溶液洗脱，然后用分光光度法测定洗脱液中苏丹红的浓度，进行样品中苏丹红的测定。
权利要求
1.一种葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是在于该方法具有以下工艺步骤 (1)葡聚糖凝胶活化处理将预先溶胀洗涤多次葡聚糖凝胶于6mol/L盐酸溶液，室温下浸泡24h，用去离子水洗涤至中性，抽滤后80°C烘干，得活化葡聚糖凝胶； (2)巯基葡聚糖凝胶制备方法，特点是在反应器中，按如下组成质量百分比加入，巯基乙酸30 45%，四氢呋喃30 48%，葡聚糖凝胶18 30%，浓硫酸0. 10 O. 25%，各组分含量之和为百分之百，加塞，于40±2°C下，反应45 60h，然后用去离子水洗涤、抽滤，至滤液呈中性为止，用少量丙酮洗涤后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巯基葡聚糖凝胶； (3)葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料制备按如下组成质量百分比加入，乙臆55 70%,苏丹红0. 04 I. 0%,乙_■醇_■甲基丙稀酸酷12 25%,偶氣_■异丁臆O.2 I. 0%，巯基葡聚糖凝胶12 25%，各组分含量之和为百分之百，通入惰性气体5 15min除去氧气，密封与空气隔绝，于50 ±5°C恒温反应5 7h，再升温60±5°C恒温反应10 15h，最后升温至85°C，继续反应4 8h，过滤洗涤； (4)模板分子的脱除以O.4mol/L O. 8mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取8 12h，再用乙腈洗去残留的盐酸和乙醇，洗到洗涤液检测不到苏丹红为止，置于50±5°C真空干燥箱中干燥，即为葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。
2.根据权利要求I所述的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹材料的制备方法，其特征是葡聚糖凝胶为葡聚糖凝胶G-25，葡聚糖凝胶G-50，葡聚糖凝胶G-75。
3.根据权利要求I步骤(3)中所述的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹材料的制备方法，其特征是惰性气体为氩气，氮气。
4.根据权利要求I步骤(3)中所述的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹材料的制备方法，其特征是通入惰性气体除去氧气，通入惰性气体时间不能少于5min。
5.根据权利要求I所述的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹材料的制备方法，其特征是苏丹红为苏丹红I、苏丹红II、苏丹红III、苏丹红IV。
6.根据权利要求I制备的葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹材料对苏丹红分子选择性吸附分离的应用。
全文摘要
本发明公开了一种葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料的制备方法及其在食品分析中对苏丹红分子选择性吸附分离的应用。该方法以葡聚糖凝胶为支持体，在其表面修饰上苏丹红分子印迹聚合物。主要技术特征是按一定的比例加入苏丹红、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈、巯基葡聚糖凝胶，在乙腈介质中，惰性气除去氧，恒温反应，过滤洗涤。用0.4mol/L～0.8mol/L的盐酸乙醇溶液索氏萃取8～12h，除去苏丹红模板分子，洗涤干燥既得葡聚糖凝胶表面苏丹红分子印迹吸附材料。该材料对苏丹红分子具有特异的识别能力，选择性高，吸附速度快，解吸性能好，可生物降解，工艺简单，具有再生能力，并具有环境友好等优点。
文档编号C08F251/00GK102827327SQ20121034434
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者李慧芝, 许崇娟, 卢燕, 杨春霞, 贾欣峰 申请人:济南大学