用于检测环境水样中痕量氟喹诺酮类药物的同步分离/富集预处理方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于有机物检测分析技术领域。
【背景技术】
[0002] 氟喹诺酮类抗生素以细菌的DNA (脱氧核糖核酸）为靶向点，通过抑制细菌DNA的 复制过程使其无法扩散，从而达到抗菌效果。由于抗菌谱广，抗菌作用强，氟喹诺酮类抗生 素被广泛应用于水产养殖，导致其临近水域该类抗生素的高浓度存在。尽管各国都已经意 识到氟喹诺酮类抗生素对人类健康的严重威胁，但因其对部分传染性疾病具有很好的疗效 且价格低廉、抗菌效果稳定，氟喹诺酮类抗生素在养殖业仍被大量使用。因此，为了禁止并 杜绝氟喹诺酮类抗生素在养殖业的滥用，建立一种快速、简单、高效的氟喹诺酮类抗生素预 处理技术和分析检测方法至关重要。传统的分离/富集预处理方法普遍存在有机溶剂使用 量大、处理时间长、二次污染环境等缺点。因而，迫切需要建立一种适用于环境中痕量或超 痕量抗生素残留检测的新型绿色预处理分离/富集技术。
[0003] 双水相萃取技术始于20世纪50年代，因其工艺简单，操作条件温和，绿色无毒或 低毒，被广泛应用于食品工业、环境科学、医药工业和生物工业的分离操作，但是传统的双 水相萃取体系也存在一定的不足，一是成相物质的循环利用，二是目标物与成相物质的后 续分离、三是受相比限制富集倍数不高，这都在一定程度上限制了双水相萃取在实际中的 应用。智能聚合物是一种能够对外界环境变化发生预定响应，从而使聚合物的特定宏观性 能随之发生相应变化的功能性高分子材料。该类物质的特性是当外界环境发生微小变化 时，其分子微观结构会发生快速、可逆的变化。将智能聚合物引入双水相体系，构建智能聚 合物双水相体系，该技术同时解决了聚合物循环使用以及目标物与聚合物分离两个关键问 题，但是该体系仍受相比限制，无法提高富集倍数。气浮溶剂浮选是近几年来发展起来的一 种具有分离与富集同时完成的新型气浮分离技术，由于捕集、气-液萃取、有机溶剂的多重 选择性，使该法具有高选择性，痕量物质的回收率理论上可达到100 %，几乎没有乳化现象， 从理论上讲，通过延长浮选时间可以得到极限富集倍数，但由于该法常用苯、甲苯、二甲苯、 异戊醇等作溶剂，对环境会造成二次污染。如将该方法与智能聚合物双水相体系耦合，构建 智能聚合物双水相气浮溶剂浮选法，既能克服双水相工业生产所面临的易乳化、分相时间 较长、富集倍数较低的缺点，又同时能发挥智能双水相体系可循环利用、节约成本、无毒、无 污染等优势。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有分离/富集预处理方法普遍存在有机溶剂使用量大、处理时间长、 二次污染环境等缺点，本发明提供了一种用于检测环境水样中痕量氟喹诺酮类药物的同步 分离/富集预处理方法，具体步骤如下：
[0005] (1)将含有氟喹诺酮类药物的水溶液与成相盐混合制成成相盐浓度为40~50% (w/w)的含有氟喹诺酮类药物的成相盐溶液；
[0006] (2)将含有氟喹诺酮类药物的成相盐溶液与浓度为78~82% (w/w)的环氧乙烷 环氧丙烷共聚物（EOPO)溶液按照体积比7. 3~49混合后，充分振荡使其溶解；
[0007] (3)静置使其分相；
[0008] (4)通入氮气进行气浮溶剂浮选，氮气流速为10~30mL ·η?η \浮选时间为30min 以上；
[0009] (5)浮选结束后，取出上相（Ε0Ρ0相）转移至容器中并加入上相容积10~70%的 蒸馏水；
[0010] (6)将装有上相的容器置于在温度为40~48°C条件下实现温度诱导分相；
[0011] (7)经温度诱导分相后，取出下相（水相），完成预处理；
[0012] 所述成相盐为（NH4) 2S04、NaH2P04、KCl、Na 2S04、K2HPOjP K 20)3中的一种，其中优选 (NH4)2SO 40
[0013] 步骤（7)中分离取出上相（即EOPO相）可实现EOPO的回收循环利用，其中在步 骤（5)中加入上相体积50%蒸馏水的具有最高的回收率。
[0014] 在完成预处理后，利用高效液相色谱仪在波长274nm对下相（水相）中的氟喹诺 酮类药物进行分析测定。
[0015] 通过对于影响因素的模型方差分析，得出本发明的优选条件为=(NH4)2SO 4体系浓 度为45% (w/w)、浮选时间为40min、浮选流速为40mL · min 1C
[0016] 本发明有益效果：
[0017] (1)本发明所采用的智能聚合物双水相气浮溶剂浮选与高效液相色谱联用技术在 对环境水样中的痕量环丙沙星和洛美沙星残留进行同步分离、富集和检测过程中，易于操 作，不使用有毒有机溶剂，具有绿色无污染的优点，不会对环境造成二次污染。
[0018] ⑵本发明所采用的EOPO- (NH4) 2S04智能聚合物双水相气浮溶剂浮选（SPATPF)技 术，与已有的其它双水相体系相比，具有相比理想、富集倍数高等优势，能够满足环境水样 中痕量抗生素残留的预处理要求。
[0019] (3)本发明所采用的EOPO- (NH4) 2S04SPATPF技术，成相物质EOPO可以循环使用，既 利于目标抗生素的分离，又节约原料，降低检测成本。
【附图说明】
[0020] 图I Eopo-(Nh4)2SO4SPATPF同步分离、富集环境水样中的环丙沙星和洛美沙星示 意图
[0021] 图2 EOPO- (NH4) 2S04浓度对LOM和CIP浮选率的影响
[0022] 图3浮选时间对LOM和CIP浮选率的影响
[0023] 图4浮选流速对LOM和CIP浮选率的影响
[0024] 图5因素 A- (NH4) 2S04的浓度和因素 B-浮选时间、对LOM浮选率（Yl)作用的响应 曲面图
[0025] 图6因素 A-(MM)2SO4的浓度和因素 C-浮选流速对LOM浮选率（Yl)作用的响应 曲面图
[0026] 图7因素 B-浮选时间和因素 C-浮选流速对LOM浮选率（Yl)作用的响应曲面图
[0027] 图8因素 A-(MM)2SO4的浓度和因素 B-浮选时间对CIP浮选率（Y2)作用的响应 曲面图
[0028] 图9因素 A-(MM)2SO4的浓度和因素 C-浮选流速对CIP浮选率（Υ2)作用的响应 曲面图
[0029] 图10因素 B-浮选时间和因素 C-浮选流速对CIP浮选率（Υ2)作用的响应曲面图
[0030] 图11含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的空白样HPLC图
[0031] 图12含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的长江水的初次浮选HPLC图
[0032] 图13含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的长江水的二次温度萃取HPLC图
[0033] 图14含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的自来水的初次浮选HPLC图
[0034] 图15含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的自来水的二次温度萃取HPLC图
[0035] 图16含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的玉带河水的初次浮选HPLC图
[0036] 图17含有IOOng · mL 1CIP和LOM标准液的玉带河水的二次温度萃取HPLC图
[0037] 其中，图11~图17中，纵坐标mAu含义为毫吸光度。
【具体实施方式】
[0038] 下面以氟喹诺酮类药物中常见的环丙沙星（CIP)和洛美沙星（LOM)为例具体说明 本发明技术方案，除环丙沙星（CIP)和洛美沙星（LOM)外其他氟喹诺酮类药物因理化性质 相似也可达到相同效果。
[0039] 实施例1
[0040] (1)将含有环丙沙星（CIP)和洛美沙星（LOM)的水溶液与（NH4) 2SO4混合制成成相 盐浓度为45 % (w/w)的含有环丙沙星（CIP)和/或洛美沙星（LOM)的（NH4)2SO4溶液；
[0041] (2)将含有环丙沙星（CIP)和洛美沙星（LOM)的（NH4)2SO 4溶液与浓度为80 % (w/ w)的EOPO溶液按照体积比47:3混合后，充分振荡使其溶解；
[0042] (3)将上述混合溶液在浮选池中静置使其分相；
[0043] (4)从浮选池底部通入氮气进行气浮溶剂浮选，氮气流速为10~30mL · min \浮 选时间为30min以上；
[0044] (5)浮选结束后，取出上相（Ε0Ρ0相）转移至容器中并加入上相容积10%的蒸馏 水；
[0045] (6)将装有上相的容器置于在温度为40°C条件下实现温度诱导分相；
[0046] (7)经温度诱导分相后，取出下相，完成预处理；
[0047] 步骤（7)中分离取出上相（Ε0Ρ0相）可实现EOPO的回收循环利用，其中在步骤 (5)中加入上相体积50%蒸馏水的具有最高的回收率。
[0048] 在完成预处理后，利用高效液相色谱仪在波长274nm对其中的CIP和/或LOM进 行分析测定。
[0049] 本实施例中含有环丙沙星（CIP)和洛美沙星（LOM)的（NH4)2SO 4溶液与浓度为 80% (w/w)的EOPO溶液体积比还可以在44:6至49:1范围内进行选择，效果与本实施例相 同。
[0050] 温度诱导分相步骤中将温度设定为40~48°C也具有相同效果，同样能达到温度 诱导分相的目的。
[0051] 实施例2 (成相盐的选择）
[0052] 选择一种合适的成相盐是双水相萃取的一个重要因素，因此，实验讨论了 CIP 和 LOM 在不同的 EOPO-((NH4) 2S04, NaH2PO4, KCl，Na2SO4, K2HPO4S K 2C03) SPATPF 中的 分配行为，并将所研究各体系对CIP和LOM的浮选率列于表1中。从表中可以看出， EOPO- (NH4) 2S04SPATPF对CIP和LOM的浮选率均明显高于其他体系，因此，选取（NH4) #04作 为成相盐构建SPATPF对CIP和LOM进行浮选分离富集。
[0053] 表 1
[0055] 实施例3 ((NH4) 2S04浓度对分离/富集的影响）
[0056] 实验讨论了对于Eopo-(Nh4)2SO4SPATPF在相同温度下，（NH 4);04的浓度对CIP和 LOM在体系中分配的影响，并将其浮选率随浓度的变化趋势绘于图2中。从图2中可以看出， 总体上，CIP和LOM的浮选率均随（NH 4)2SO4的浓度增加而增大，这是因为体系中（NH4) 2SO4 的增加，会增强体系的盐析能力，促进EOPO带动CIP和LOM从盐相中析出，向上相转移；当 (NH4) 2S04的浓度超过45 %后，再继续增加（NH4) 2S04，浮选率均未有显著增加，这可能是由于 (NH4) 2S04的盐析作用已经达到最大值，无法再通过增加 （NH 4) 2S04提高浮选率。
[0057] 实施例4 (浮选时间对分离/富集的影响）
[0058] 确定了体系组成之后，实验讨论了浮选时间对浮选率的影响，结果见图3。从图中 可以看出，随着浮选时间从IOmin增加到5