一种担载量可控的强阳离子固相萃取填料的制备方法及应用

1.本发明属于食品安全领域，本发明涉及一种强阳离子固相萃取填料的制备方法及应用，该固相萃取填料适用于动物源食品中β
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受体激动剂类兽药残留的检测分析技术领域。


背景技术：

2.近年来，食品安全频繁的出现重大问题，食品安全检测越来越得到人们的重视。随着人们对动物源食品质量要求的提升，动物源食品中的兽药残留的分析检测问题已逐渐成为人们关注的一个焦点。兽药残留是指用药后蓄积或存留于畜禽机体或产品(如鸡蛋、奶品、肉品等)中原型药物或其代谢产物，包括与兽药有关的杂质的残留。β
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受体激动剂是兽药中的一种，由于它能够显著促进动物瘦肉生长，抑制脂肪生成，因此被称为“瘦肉精”。这类激动剂主要包括克伦特罗、莱克多巴胺和沙丁胺醇。猪肉中瘦肉精是我国明令禁止的违禁药品，该类化合物虽然能够有效促进生猪生长，但如果使用量控制不当，将会给人类身体健康造成严重危害。瘦肉精进入机体后，导致心血管系统和神经系统运行出现障碍，引起多种心血管和神经疾病。β
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受体激动剂的滥用极易造成动物源食品中有害物质的残留，这不仅对人体健康造成直接危害，而且对畜牧业的发展和生态环境也造成极大危害。因而食品中兽药残留的检测，对人体健康及生态环境的保护有着重要意义。
3.仪器分析技术被广泛应用于兽药残留的检测当中，但由于样品基质的复杂性，使得直接测定样品中微量、痕量甚至超痕量污染物的检测往往较为困难，不仅准确度难以达到要求，对于仪器的损害也较大。因此，在用仪器对样品进行检测之前的净化、除杂、分离、富集以及浓缩的前处理过程就显得格外重要。
4.样品前处理技术是指为了消除样品基质中存在的干扰成分对测定过程的影响，用合适的方法对样品进行提取、净化和浓缩，或采用物理或化学方法将样品基质中被测组分转变成可以测定的形式，从而使被测组分与杂质分离，进而进行定性和定量分析的技术。它是检测分析的核心部分，是整个分析过程的瓶颈，也是衡量检测方法可行性的重要步骤。样品前处理技术不仅消除了样品基质对分析结果的影响，对于越来越精密的分析仪器也有保护作用。
5.固相萃取技术是利用固相吸附填料将样品溶液中(极微量的)目标被测物进行吸附、浓缩，且使其与干扰物进行分离，再利用合适的洗脱溶剂将其选择性洗脱，从而达到富集、分离样品的前处理技术。目前，β
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受体激动剂类兽药残留样品的前处理一般用固相萃取法，但市场上现用的小柱依然存在富集效率低和成本高等不足，因此，开发一种实用、高效、价廉的固相萃取填料，具有重要的实践意义和社会效益。


技术实现要素：

6.本发明目的是提供一种用于β
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受体激动剂类兽药残留检测前处理的强阳离子固相萃取填料的制备方法及应用。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.将含有苯环结构的聚合物、磺化剂和溶剂按一定摩尔比置于烧瓶中，搅拌回流反应，反应结束后将反应物用水、甲醇洗涤数次，抽滤，真空干燥至恒重，得到固相萃取填料，并将填料制备成固相萃取柱，应用于动物源性食品中β
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受体激动剂残留量的检测。
9.该固相萃取填料具有担载量可控、比表面积大、富集效率高、制备简单和节约成本等优点。本发明制备的固相萃取填料适用于动物源食品中β
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受体激动剂的检测前处理工作，具有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
10.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范例范围之中。
11.(1)制备固相萃取填料的方法：
12.方法一：将含有苯环结构的聚合物在ccl4或hccl3或ch2cl2中溶胀一定时间后，按照与聚合物中苯环的一定摩尔比加入氯磺酸，搅拌回流反应后，用水、甲醇洗涤材料数次，抽滤，真空干燥至恒重，制得磺酸型聚苯乙烯。
13.方法二：将含有苯环结构的聚合物和浓硫酸(98％)混合置于烧瓶中，搅拌回流反应，反应结束后将反应物用水、甲醇洗涤数次，抽滤，真空干燥至恒重，制得磺酸型聚苯乙烯。
14.(2)固相萃取填料的应用：
15.在针筒型聚丙烯空柱管底部填入筛板，称取的一定量的磺酸型聚苯乙烯填入柱中，适度振实、振平后，填料上端由筛板封住，用配套的装柱推杆压实，得到固相萃取柱。
16.将加入了克仑特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺混合标准品的猪肉样品使用β
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葡萄糖醛甙/芳基硫酸酯酶在乙酸铵溶液中酶解后，用三氯乙酸溶液除去蛋白质，离心，上清液待过柱。
17.先用甲醇和水活化并平衡固相萃取柱，将上清液加入小柱中，控制流速在1ml/min～2ml/min，然后分别用超纯水、2％甲酸水溶液和甲醇淋洗柱子并彻底抽干，再用5％氨水甲醇溶液洗脱柱子上的待测成分，洗脱液氮气吹干后，用0.1％甲酸水∶乙腈溶液(8∶2，v∶v)复溶，经0.22μm滤膜过滤后供液相色谱串联质谱测定。
18.实施例1
19.(1)固相萃取填料的制备
20.在四颈瓶中加入粒径为150
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200μm的交联的聚苯乙烯微球，在四氯化碳中溶胀3
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5h后，搅拌下加入氯磺酸(氯磺酸与聚苯乙烯苯环摩尔比为1∶1)，25℃下反应结束后，将体系倒入砂芯漏斗抽滤，用超纯水和乙醇交替洗至中性，用水浸泡过夜。次日，再次用水洗至中性，使用乙醇洗滤数次后，真空干燥至恒重，得到担载量为3.050mmol/g的磺酸型聚苯乙烯微球。
21.(2)应用
22.在针筒型聚丙烯空柱管底部填入筛板，准确称取60mg磺酸型聚苯乙烯微球填入容积为3ml的柱中，适度振实、振平后，填料上端由筛板封住，用配套的装柱推杆压实，得到固相萃取柱。
23.向不含β
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受体激动剂的2g猪肉样品中将加入20μl浓度为1μg/ml的克仑特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺混合标准溶液，将此猪肉样品使用β
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葡萄糖醛甙/芳基硫酸酯酶在8ml0.2mol/l的乙酸铵溶液中酶解12h后，用5ml4％的三氯乙酸溶液除去蛋白质，离心，上清液待过柱。
24.先用6ml甲醇和6ml水活化并平衡固相萃取柱，将上清液加入小柱中，控制流速在1ml/min～2ml/min，然后分别用3ml超纯水、3ml 2％甲酸水溶液和3ml甲醇淋洗柱子并彻底抽干，再用6ml 5％氨水甲醇溶液洗脱柱子上的待测成分，洗脱液在40
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50℃水浴下氮气吹干，用2ml的0.1％甲酸水∶乙腈溶液(8∶2，v∶v)复溶，经0.22μm滤膜过滤后，供液相色谱串联质谱测定。
25.以复溶液中的β
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受体激动剂含量与过柱前标准溶液中的β
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受体激动剂含量的比值百分数表示加标回收率，猪肉中的克仑特罗的加标回收率为91.3％，沙丁胺醇的加标回收率为99.8％，莱克多巴胺的加标回收率为111.7％。由加标回收率实验结果可以得到固相萃取小柱能够富集β
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受体激动剂，并且具有较高的富集效率。本实施案例制备的固相萃取小柱能够用于检测猪肉样品中β
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受体激动剂类兽药残留的前处理工作。
26.实施例2
27.(1)固相萃取填料的制备
28.在四颈瓶中加入粒径为30
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60μm的聚苯乙烯微球，在hccl3中溶胀3
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5h后，(冰水浴)搅拌下加入氯磺酸(氯磺酸与聚苯乙烯苯环摩尔比为1∶3)，25℃下反应结束后，真空干燥至恒重，得到担载量为0.400mmol/g的磺酸型聚苯乙烯微球。
29.(2)应用
30.在针筒型聚丙烯空柱管底部填入筛板，准确称取60mg磺酸型聚苯乙烯微球填入容积为3ml的柱中，适度振实、振平后，填料上端由筛板封住，用配套的装柱推杆压实，得到固相萃取柱。
31.向不含β
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受体激动剂的2g猪肉样品中将加入20μl浓度为1μg/ml的克仑特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺混合标准溶液，将此猪肉样品使用β
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葡萄糖醛甙/芳基硫酸酯酶在8ml 0.2mol/l的乙酸铵溶液中酶解12h后，用5ml 4％的三氯乙酸溶液除去蛋白质，离心，上清液待过柱。
32.先用6ml甲醇和6ml水活化并平衡固相萃取柱，将上清液加入小柱中，控制流速在1ml/min～2ml/min，然后分别用3ml超纯水、3ml 2％甲酸水溶液和3ml甲醇淋洗柱子并彻底抽干，再用6ml 5％氨水甲醇溶液洗脱柱子上的待测成分，洗脱液在40℃水浴下氮气吹干，用2ml的0.1％甲酸水∶乙腈溶液(8∶2，v∶v)复溶，经0.22μm滤膜过滤后，供液相色谱串联质谱测定。
33.以复溶液中的β
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受体激动剂含量与过柱前标准溶液中的β
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受体激动剂含量的比值百分数表示加标回收率，猪肉中的克仑特罗的加标回收率为90.63％，沙丁胺醇的加标回收率为108.1％，莱克多巴胺的加标回收率为109.1％。由加标回收率实验结果可以得到固相萃取小柱能够富集β
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受体激动剂，并且具有较高的富集效率。本实施案例制备的固相萃取小柱能够用于检测猪肉样品中β
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受体激动剂类兽药残留的前处理工作。
34.实施例3
35.(1)固相萃取填料的制备
36.将粒径为150
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200μm聚苯乙烯微球在室温下超声分散在浓硫酸中。将该体系在加热搅拌下保持反应10h。然后将体系缓慢加入冰水中使反应停止。将体系倒入砂芯漏斗抽滤，用超纯水和乙醇交替洗至中性，用水浸泡过夜。次日，再次用水洗至中性，使用乙醇洗滤数次后，真空干燥至恒重，得到担载量为0.888mmol/g的磺酸型聚苯乙烯微球。
37.(2)应用
38.在针筒型聚丙烯空柱管底部填入筛板，准确称取60mg磺酸型聚苯乙烯微球填入容积为3ml的柱中，适度振实、振平后，填料上端由筛板封住，用配套的装柱推杆压实，得到固相萃取柱。
39.向不含β
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受体激动剂的2g猪肉样品中将加入20μl浓度为1μg/ml的克仑特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺混合标准溶液，将此猪肉样品使用β
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葡萄糖醛甙/芳基硫酸酯酶在8ml0.2mol/l的乙酸铵溶液中酶解12h后，用5ml4％的三氯乙酸溶液除去蛋白质，离心，上清液待过柱。
40.先用6ml甲醇和6ml水活化并平衡固相萃取柱，将上清液(约13ml)加入小柱中，控制流速在1ml/min～2ml/min，然后分别用3ml超纯水、3ml 2％甲酸水溶液和3ml甲醇淋洗柱子并彻底抽干，再用6ml 5％氨水甲醇溶液洗脱柱子上的待测成分，洗脱液在40℃水浴下氮气吹干，用2ml的0.1％甲酸水∶乙腈溶液(8∶2，v∶v)复溶，经0.22μm滤膜过滤后，供液相色谱串联质谱测定。
41.以复溶液中的β
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受体激动剂含量与过柱前标准溶液中的β
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受体激动剂含量的比值百分数表示加标回收率，猪肉中的克仑特罗的加标回收率为98.0％，沙丁胺醇的加标回收率为108.3％，莱克多巴胺的加标回收率为106.7％。由加标回收率实验结果可以得到固相萃取小柱能够富集β
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受体激动剂，并且具有较高的富集效率。本实施案例制备的固相萃取小柱能够用于检测猪肉样品中β
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受体激动剂类兽药残留的前处理工作。
42.实施例4
43.(1)固相萃取填料的制备
44.将30
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60μm聚苯乙烯微球在室温下超声分散在浓硫酸中。将该体系在加热搅拌下保持反应20h。然后将体系缓慢加入冰水中使反应停止。将体系倒入砂芯漏斗抽滤，用超纯水和乙醇交替洗至中性，用水浸泡过夜。次日，再次用水洗至中性，使用乙醇洗滤数次后，真空干燥至恒重，得到担载量为1.900mmol/g的磺酸型聚苯乙烯微球。
45.(2)应用
46.在针筒型聚丙烯空柱管底部填入筛板，准确称取60mg磺酸型聚苯乙烯微球填入容积为3ml的柱中，适度振实、振平后，填料上端由筛板封住，用配套的装柱推杆压实，得到固相萃取柱。
47.向不含β
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受体激动剂的2g猪肉样品中将加入20μl浓度为1μg/ml的克仑特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺混合标准溶液，将此猪肉样品使用β
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葡萄糖醛甙/芳基硫酸酯酶在8ml0.2mol/l的乙酸铵溶液中酶解12h后，用5ml4％的三氯乙酸溶液除去蛋白质，离心，上清液待过柱。
48.先用6ml甲醇和6ml水活化并平衡固相萃取柱，将上清液(约13ml)加入小柱中，控制流速在1ml/min～2ml/min，然后分别用3ml超纯水、3ml 2％甲酸水溶液和3ml甲醇淋洗柱子并彻底抽干，再用6ml 5％氨水甲醇溶液洗脱柱子上的待测成分，洗脱液在40℃水浴下氮
气吹干，用2ml的0.1％甲酸水∶乙腈溶液(8∶2，v∶v)复溶，经0.22μm滤膜过滤后，供液相色谱串联质谱测定。
49.以复溶液中的β
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受体激动剂含量与过柱前标准溶液中的β
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受体激动剂含量的比值百分数表示加标回收率，猪肉中的克仑特罗的加标回收率为95.4％，沙丁胺醇的加标回收率为112.2％，莱克多巴胺的加标回收率为117.2％。由加标回收率实验结果可以得到固相萃取小柱能够富集β
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受体激动剂，并且具有较高的富集效率。本实施案例制备的固相萃取小柱能够用于检测猪肉样品中β
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受体激动剂类兽药残留的前处理工作。
50.最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明。但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容。本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。