一种快速检测环境水样中黄酮类化合物的方法及应用
【专利摘要】本发明公开了一种快速检测环境水样中黄酮类化合物的方法。它是将样品溶液以1 mL min?1的流速上样至吸附10 min，然后用甲醇:乙腈:0.02 M的磷酸水溶液（35:35:30）为流动相将富集的样品洗脱至ZORBAX Bonus?RP分析柱(25 cm×4.6 mm)进行分离，并用多波长紫外检测器进行检测。通过优化离子强度，样品pH值，样品的富集速度，富集时间，洗脱时间等实验条件，得到该方法的富集倍数为266?368，线性范围为0.22?1000 μg L?1，检出限为(S/N=3) 0.01?0.20 μg L?1，定量限为0.22?0.35 μg L?1，9次重复测量250 μg L?1 样品得到的RSD值为1.86?2.84%。该方法样品消耗量少，可以简便、灵敏、快速、廉价地测定含有黄酮类植物毒素的环境水样。
【专利说明】-种快速检测环境水样中黄酬类化合物的方法及应用
[0001] 该发明专利得到了天津师范大学应用开发基金(52XK1103)资助，天津市应用基础 与前沿技术研究计划（13JCQNJC06200)，天津市科技特派员项目（14JCTPJC00569)。
技术领域
[0002] 本发明属于无机-有机功能材料制备技术及环境水样中污染物的检测技术领域。 设及金属有机骨架化合物MIklOl为吸附剂，在线固相萃取结合高效液相色谱法富集检测 环境水样中的黄酬类污染物，更具体地说是一种快速检测环境水样中黄酬类化合物的方 法。
【背景技术】
[0003] 自然毒素如植物毒素在食品安全领域研究了几十年，但在环境污染方面关注较 少。黄酬类化合物是常见的一类植物毒素，一直被视为自然界痕量的污染物(如地下水、工 业废水、河流、湖泊、饮用水、地表水等），但有时存在于一些入侵植物物种，影响了农业生态 系统。黄酬类化合物的残留将对人类和生态环境造成负面影响，即使在非常低的浓度。因 此，对于环境样品中黄酬类化合物的快速高灵敏度的测定，就显得尤为重要了。
[0004] 如今，对于黄酬类化合物的定量分析，最常用的方法多依靠昂贵的仪器检测，如 LC-MS ,GC-MS，固体NMR等。固相萃取(SPE)在痕量样品的浓缩富集方面，具有很大优势。在线 SPE克服了普通离线SPE方法耗时长，步骤繁琐，试剂消耗量大等缺点，同时结合高效液相色 谱法大大提高了测量的灵敏度。为了在线SI^系统的平稳运行，吸附剂应满足一些特殊要 求，如物理和化学稳定性强，能够承受各种流速、pH值和溶剂条件的变化。
[0005] 金属有机骨架化合物(MOF)由于其独特的结构和性质引起了相当大的关注。可调 的孔隙结构、表面性质，良好的耐热性和大的比表面积，使得MOF已用作吸附剂在分离和预 富集方面有广泛的应用。MIL-IOl W其高比表面积，合适的孔隙结构及较强的稳定性，很适 合作为在线SPE的吸附剂。结合高效液相色谱法进行样品的定量测定，很值得我们去研究。
[0006] 白杨素、芹菜素和木禪草素是一系列结构典型的黄酬类化合物，并且广泛存在于 环境样品中。我们将MIklOl作为吸附剂装入不诱钢色谱柱中，通过进样阀位置的切换，采 用双累分别控制在线STO富集和HPLC对待测物的分离检测。避免了昂贵复杂的流动注射等 设备，同时发展了一种方便高效的在线应用SPE测定环境水样中黄酬类化合物的新方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是解决环境水样中黄酬类化合物的检测。利用制备的MIklOl作为 吸附剂，采用湿法装柱，再与高效液相色谱仪联用，通过进样阀的切换，利用双累分别控制 在线SPE富集和HPLC分离检测。提供一种了样品和试剂低消耗，灵敏度高，方便快速的检测 方法。
[000引为实现上述目的，本发明公开如下的技术内容： 一种快速检测环境水样中黄酬类化合物的方法，其特征在于按如下的步骤进行： (1) 将100-400 mg MIL-101分散在乙醇中，超声混合均匀，注入2.5 cmX4.6 mm的不诱 钢柱中，柱子两端垫上筛板，梓上卡套，在测量前，先用流动相平衡该M化-101富集柱，测量 过程，首先将进样阀置于采样位置，用上样累将10 mL样品WO.4-1.3 ml mirTi的流速上样 至富集柱，黄酬类物质被吸附，其它杂质随水流出排废液，然后将进样阀切换至进样位置， 洗脱累将分析流动相反向冲入富集柱，将吸附在富集柱上黄酬类物质洗脱，洗脱流速为 0.4-1.3血min-i，洗脱时间保持1-10 min;所述的流动相指的是体积比为:35:35:30的甲 醇：乙腊:0.02 M的憐酸水溶液； (2) 再将进样阀切换回采样位置，用去离子水将上样部分的连接管和富集柱清洗，经 ZORBAX Bonus-RP色谱分析柱进行分离，在高效液相色谱检测的同时，进行下一个样品的上 样富集，整个分析过程为5-15 min,富集倍数为200-400,线性范围为0.1-1000 yg [1，检出 限（S/N=3)为0.01-0.20ygL-l，定量限为0.1-1.0ygL-l，上样量为10.0mL，样品通量为 每小时可检测5个样品，对于250 yg 1/1的分析物进行9次重复测量得到的RSD值为1.0- 3.0% O
[0009] 本发明所述的黄酬类化合物指的是:水样中微量的木犀草素、芹菜素、白杨素。
[0010] 本发明进一步公开了快速检测环境水样中黄酬类化合物方法在测检环境水样中 痕量黄酬类化合物含量方面的应用。其中的环境水样包括:河水、湖水、废水。实验结果显 示:黄酬类化合物在河水中含量为0.3-0.4 yg 1/1，在湖水中含量为0.3-0.6 yg 1/1，在废 水中含量为0.8-1.1 yg [1。
[00川本发明更力愧细的描述如下：（I)M比-101的制备方法特征包括如下步骤： (a) 称取750 mg硝酸铭，311 mg对苯二甲酸和0.1 ml 40 r/V/o氨氣酸，混合溶于9.6 mL去离子水，置于水热蓋中； (b) 将水热蓋密封，放入烘箱，保持220 T 8 h; (C)冷却至室溫后，可得到绿色的MIklOl粉末； (d) 合成的M比-101，用二甲基甲酯胺和热乙醇洗涂，并在10000转的条件下离屯、 10 min; (e) 重复步骤(d)=次，W除去未反应的金属离子和配体； (f) 将纯化好的MIklOl置于真空干燥箱内，150 DC，干燥12 h。
[001 ^ (2)现憶方法： 将MlX-IOl,分散在乙醇中，超声混合均匀，注入2.5 cmX4.6 mm的不诱钢柱中，柱子两 端垫上筛板，梓上卡套，所有的连接处尽量短W减小死体积。在测量前，先用流动相平衡该 MIL-IOl富集柱。测量过程，首先将进样阀置于采样位置，用上样累将10 mL样品Wl.O ml mirTi的流速上样至富集柱，黄酬类物质被吸附，其它杂质随水流出排废液。然后将进样阀切 换至进样位置，洗脱累将分析流动相反向冲入富集柱，将吸附在富集柱上黄酬类物质洗脱， 经ZORBAX Bonus-RP色谱分析柱进行分离，洗脱流速为1.0血min-i，洗脱时间保持1 min。 再将进样阀切换回采样位置，用去离子水将上样部分的连接管和富集柱清洗，在高效液相 色谱检测的同时，进行下一个样品的上样富集W缩短检测时间，整个分析过程为12 min。 [0013] (3)将填装不诱钢柱后的M比-101，应用于环境水样中M比-101的吸附。该测定水样 中黄酬方法的分析特征量:富集倍数为266-368,线性范围为0.22-1000 yg [1，检出限(S/N =3)为0.07-0.11 yg [1，定量限为0.22-0.35 yg L-1，上样量为10.0 mL，样品通量为每小 时可检测5个样品，对于250 yg [I的分析物进行9次重复测量得到的RSD值为1.86-2.84%。
[0014] 本发明利用制备的分离、富集并检测水样中黄酬类化合物的优点和积极 效果： (1)使用M比-101分离及检测水样中黄酬，MIL-IOl可在短时间内有效地吸附其中的黄 酬，通过在线分离、富集的方式，显著提高了样品分析通量。
[0015] (2)在使用高效液相色谱法测定的过程中，利用MIklOl结构中适合的窗、孔尺寸， 可W促进黄酬类化合物的吸附，提高测定方法的灵敏度。
[0016] (3)使用M化-101固相萃取的方法分离、富集水样中的黄酬，不仅操作简单、快速， 而且可W有效地降低样品和试剂消耗，提高检测信号。该方法样品消耗量少，可W简便、灵 敏、快速、廉价地测定含有植物毒素黄酬的环境水样。通过对环境水样地快速、灵敏检测，为 预警外来植物物种入侵，保护农业生态环境具有重要意义。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段 均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的 范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本 发明实质和范围的前提下，对运些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也 属于本发明的保护范围。本发明所用到的0.02 M的憐酸为市售憐酸稀释后而得，其他各种 试剂也有市售。
[001引实施例1 MIL-IOl的制备 (a) 称取750 mg硝酸铭，311 mg对苯二甲酸和0.1 ml 40 r/V/o氨氣酸，混合溶于9.6 mL去离子水，置于水热蓋中； (b) 将水热蓋密封，放入烘箱，保持220 °C8 h; (C)冷却至室溫后，可得到绿色的MIklOl粉末； (d) 合成的M比-101，用二甲基甲酯胺和热乙醇洗涂，并在10000转的条件下离屯、 10 min; (e) 重复步骤(d)=次，W除去未反应的金属离子和配体； (f) 将纯化好的MIklOl置于真空干燥箱内，150°C，干燥12 h。
[0019]实施例2 MIL-IOl的制备 (a) 称取500 mg硝酸铭，400 mg对苯二甲酸和0.5 ml 40 r/V/o氨氣酸，混合溶于9.6 mL去离子水，置于水热蓋中； (b) 将水热蓋密封，放入烘箱，保持190 °C 10 h; (C)冷却至室溫后，可得到绿色的MIklOl粉末； (d) 合成的M比-101，用二甲基甲酯胺和热乙醇洗涂，并在10000转的条件下离屯、 10 min； (e) 重复步骤(d)=次，W除去未反应的金属离子和配体； (f) 将纯化好的MIklOl置于真空干燥箱内，150 °C，干燥12 h。
[0020] 实施例3 将300 mg MIL-101分散在乙醇中，超声混合均匀，注入2.5 cmX4.6 mm的不诱钢柱中， 柱子两端垫上筛板，梓上卡套。在测量前，先用流动相平衡该M化-101富集柱。测量过程，首 先将进样阀置于采样位置，用上样累将10 mL样品Wl.0 ml mirTi的流速上样至富集柱，黄 酬类物质被吸附，其它杂质随水流出排废液。然后将进样阀切换至进样位置，洗脱累将分析 流动相反向冲入富集柱，将吸附在富集柱上黄酬类物质洗脱，洗脱流速为1.0 ml mirTi，洗 脱时间保持1 min。所述的流动相指的是体积比为35:35:30的甲醇：乙腊:0.02 M的憐酸水 溶液。
[0021 ]实施例4 完成实施例3后，将进样阀切换回采样位置，用去离子水将上样部分的连接管和富集柱 清洗，经ZORBAX Bonus-RP色谱分析柱进行分离。在高效液相色谱检测的同时，进行下一个 样品的上样富集W缩短检测时间，整个分析过程为12 min。
[0022] 实施例5 该测定水样中黄酬方法的分析特征量:富集倍数为300,线性范围为0.1-1000 yg 1/1， 检出限（S/N=3)为0.08 yg L-1，定量限为0.3 yg L-1，上样量为10.0血，样品通量为每小时 可检测5个样品，对于250 yg L-I的分析物进行9次重复测量得到的RSD值为1.5%。
[0023] 实施例6 分别取10 mL河水、湖水、污水样品，通过0.22 ym的膜过滤，除去大颗粒杂质。过滤后的 样品，调节pH值至6.0,使用本专利方法对样品中所含有的木犀草素、芹菜素、白杨素进行检 ，检测的结要如下，
实施例7 对比试胎?：
实施例8 将本专利使用的材料MIklOl与近些年其他商业用于富集萃取黄酬类化合物的材料进 行分析指标的比对：
[备注U Wang, Z. B.，Sun, R.，Wang, Y. P.，Li, N.，Lei, L.，Yang, X.，化， A. M., Qiu, F. P., Zhang, H. Q. J. Qiromatogr. B, 2014, 969, 205-212.
[备注2] Hadjmohammadi, M. R., Saman S., Nazari, S. J. J. Sep. Sci. , 2010, 33， 3144-3151.
[备注3] Wabaidur, S. M., Ahmed, Y. B. H., Alothman, Z. A., Obbed, M. S., Al-Harbi, N. M., Al-Turki, T. M. J. Sep. Sci., 2015, 38, 2597-2606.
[备注4] Wu, J. R.，Xiao, D. L.，Zhao, H. Y.，He, H.，Peng, J.，Wang, C. X., Zhang, C., He, J. Microchim. Acta, 2015, 182, 2299-2306. 实施例9 本专利中设及MIL-101的理化性质特征在于：
【主权项】
1. 一种快速检测环境水样中黄酮类化合物的方法，其特征在于按如下的步骤进行： (1) 将100-400 mg MIL-IOl分散在乙醇中，超声混合均匀，注入2.5 cmX4.6 mm的不锈 钢柱中，在测量前，先用流动相平衡该MIL-101富集柱，测量过程中首先将进样阀置于采样 位置，用上样栗将10 mL样品以0.4-1.3 mL HiirT1的流速上样至富集柱，黄酮类物质被吸附， 其它杂质随水流出排废液，然后将进样阀切换至进样位置，洗脱栗将分析流动相反向冲入 富集柱，将吸附在富集柱上黄酮类物质洗脱，洗脱流速为0.4-1.3 mL HiirT1，洗脱时间保持 1-10 min;所述的流动相指的是体积比为:35:35:30的甲醇：乙腈:0.02 M的磷酸水溶液； (2) 再将进样阀切换回采样位置，用去离子水将上样部分的连接管和富集柱清洗，经 ZORBAX Bonus-RP色谱分析柱进行分离，在高效液相色谱检测的同时，进行下一个样品的上 样富集，整个分析过程为5-15 min，富集倍数为200-400,线性范围为0.1-1000 yg L-S检出 限（S/N=3)为0.01-0.20 yg L-S定量限为0.1-1.0 yg L-S上样量为10.0 mL，样品通量为 每小时可检测5个样品，对于250 Hg I/1的分析物进行9次重复测量得到的RSD值为1.0-3.0% 〇2. 权利要求1所述的快速检测环境水样中黄酮类化合物方法在测检环境水样中痕量黄 酮类化合物含量方面的应用；所述的黄酮类化合物指的是：水样中痕量的木犀草素、芹菜 素、白杨素。3. 权利要求2所述的应用，其中的环境水样包括:河水、湖水、废水。
【文档编号】G01N30/02GK105954424SQ201610432429
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】刘越, 李琰
【申请人】天津师范大学