核壳结构的萘夫西林磁性分子印迹聚合物微球的制备及性能

・４８２・　色　谱　第３３卷　－内酰胺类抗生素是使用最广泛的一类抗生　素，临床上最常见的口一内酰胺类抗生素包括青霉素　类和头孢菌素类。　一内酰胺类抗生素具有杀菌活性　强、毒性低、适应症广等优点，临床应用十分广泛，也　是一类效用良好的兽药¨　。然而，不当使用抗生素　会产生严重的危害，抗生素的滥用会引起耐药菌的　产生，甚至导致超级细菌的出现，对人类健康造成威　胁。同时，抗生素引入动物源食品中会造成药物残　留，危害人类健康。萘夫西林是一种半合成耐青霉　素酶的青霉素，该药物常用于动物消化系统、泌尿生　殖系统和皮肤感染的治疗，它在食品中的残留问题　会让对其过敏的人产生严重的过敏反应，若过量食　入健康人肠道，会破坏人体正常的菌群环境，导致免　疫力下降　。欧盟规定动物组织和牛奶中萘夫西　林的最高残留限量（ｍａｘｉｍｕｍ　ｒｅｓｉｄｕｅ　ｌｉｍｉｔ，ＭＲＬ）　为３０　ｐ￣ｇ／ｋｇ。动物性食品中萘夫西林抗生素的残　留量分析方法近年来受到国内外食品分析工作者的　关注，因此建立准确性好、灵敏度高、简便易行的检　测方法是十分必要的。由于实际样品基质成分复　杂，且污染物浓度在ｎｇ／￣ｇ和ｎｇ／ｇ级别，目前在对　萘夫西林等　一内酰胺类抗生素进行分析之前需要　经过复杂的前处理，常用固相萃取一液相色谱联用技　术对其进行富集检测　。固相萃取（ｓｏｌｉｄ　ｐｈａｓｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ＳＰＥ）　技术操作简单、快速，但是仍然　存在选择性识别能力差的问题。以合成的分子印迹　聚合物（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙ　ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＭＩＰｓ）作　为固相吸附剂的ＳＰＥ技术称为ＭＩＳＰＥ，该技术解决　了以上难题，以高选择性、快速廉价的特性赢得了近　年来复杂基质样品前处理领域的广泛关注　。　分子印迹聚合物是一类对特定物质具有特异性　吸附的分离材料。它是在功能单体和交联剂的作用　下与模板分子聚合形成的聚合物，再通过洗脱等方　法去除聚合物中结合的模板分子，从而形成了与模　板分子在空间结构上相匹配的识别位点，所以对模　板分子具有高特异性的结合能力¨　Ｈ　。近年来，已　有将抗生素为模板的分子印迹聚合物作为吸附剂用　于ＨＰＬＣ和ＳＰＥ固定相的报道…’”　。但是大多数　ＭＩＰｓ采用传统本体分子印迹方法制备而得，所得聚　合物的大部分识别位点被包埋在内部，导致其识别　位点不均一，传质阻力大，吸附容量低，选择性差，动　力学平衡慢。表面分子印迹技术和表面印迹核壳结　构的纳米材料¨　可解决以上问题。例如，Ｇａｏ　等　以三硝基甲苯（ＴＮＴ）为模板，证明硅纳米球表　面的乙烯基能定点聚合形成分子印迹聚合物，聚合　采用两步升温方法，获得高密度、膜厚可控的分子印　迹聚合物膜。Ｌｕ等¨　采用可逆加成一断裂链转移聚　合（ＲＡＦＴ）方法合成了除草剂２，４－二氯苯氧乙酸分　子印迹聚合物，并成功用于苯氧羧酸类除草剂竞争　性荧光结合分析。Ｌｕ等　以双键修饰的Ｆｅ，Ｏ　＠　ＳｉＯ，作为载体，经一步升温聚合方法合成了磺胺嘧　啶磁性分子印迹聚合物，并作为电化学发光传感器　用于流动注射分析磺胺嘧啶，但是合成的Ｆｅ　０　＠　ＭＩＰｓ颗粒形状大小不均匀，核壳结构不明显。Ｌｉ　等¨　采用类似方法合成了温敏性核壳结构型溶菌　酶磁性分子印迹聚合物。　磁性纳米粒子以其易于分散、高效的亲和力、可　逆可控的絮凝等优点受到了广泛关注，磁性分离过　程简单快速，省去了离心、过滤、膜分离等步骤，尤其　适用于实验室工作，因此迫切需要在磁性纳米粒子　表面修饰的技术。ＭＩＰｓ包覆的磁性纳米粒子在外　加磁场下可以实现快速便捷的分离¨　。因此，结　合磁性分离和分子印迹的技术可作为一种理想的分　离手段。　本工作中，应用表面印迹和纳米技术在Ｆｅ　０　纳米粒子表面包覆ＭＩＰｓ层，制备了Ｆｅ　Ｏ　＠ＭＩＰｓ。　先以水热法合成Ｆｅ　Ｏ　纳米粒子，在其表面包覆硅　层后，以甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷（ＭＰＳ）引入　双键，得到双键修饰的Ｆｅ　Ｏ　＠ＳｉＯ　作为合成的载　体，萘夫西林为模板分子，甲基丙烯酸（ＭＡＡ）为功　能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯（ＥＧＤＭＡ）为交联　剂，偶氮二异丁腈（ＡＩＢＮ）为引发剂，采用三步升温　过程制得具有核壳结构、粒径大小均匀的Ｆｅ　Ｏ　＠　ＭＩＰｓ。各步所得产物通过透射电子显微镜（ＴＥＭ）、　傅里叶红外吸收光谱仪（ＦＴ－ＩＲ）和振动样品磁强计　进行了表征。吸附实验结果表明该印迹聚合物微球　对模板分子具有很高的吸附容量（５０．７　ｍｇ／ｇ），特　异性识别性能良好（印迹因子为２．４６），有望应用于　实际样品中萘夫西林残留量的检测分析。　

１　实验部分　１．１仪器与试剂　高效液相色谱仪ＳＰＤ—Ｍ２０Ａ（日本岛津公司），　配置两台ＬＣ一２０ＡＤ泵、一台在线脱气机ＤＧＵ一２０Ａ５　以及一个二极管阵列检测器ＳＰＤ．Ｍ２０Ａ，色谱数据　的采集和处理在ＬＣｓｏｌｕｔｉｏｎ工作站完成；ＡＷＬ一　０５０２一Ｕ艾科浦超纯水系统（重庆颐洋企业发展有限　公司）；ＵＶ－８５００型紫外／可见分光光度计；Ｔｅｃ—　ｎａｉＧ２　Ｔ２透射电子显微镜（荷兰飞利浦公司）；ＡＶ—　第５期　陈朗星，等：核壳结构的萘夫西林磁性分子印迹聚合物微球的制备及性能　・４８３・　ＡＴＡＲ　３６０傅里叶红外光谱仪（美国Ｎｉｃｏｌｅｔ公司）；　ＬＤＪ　９６００—１振动样品磁强计（美国ＬＤＪ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　公司）；Ｓｈｉｍａｄｚｕ　Ｄ／Ｍａｘ一２５００Ｘ射线衍射仪　（ＸＲＤ，日本岛津公司）。　萘夫西林（ｎａｆｃｉｌｌｉｎ）、美洛西林（ｍｅｚｌｏｃｉｌｌｉｎ）　（结构式见图１）和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷　（ＭＰＳ）购于Ｓｉｇｍａ公司。ＦｅＣ１，・６Ｈ　Ｏ、醋酸钠、聚　乙烯基吡咯烷酮（ＰＶＰ）、乙二醇均购于天津市光复　精细化工有限公司。四乙氧基硅烷（ＴＥＯＳ）、乙二　醇二甲基丙烯酸酯（ＥＧＤＭＡ）及偶氮二异丁腈　（ＡＩＢＮ）购于Ａｌｆａ　Ａｅｓａｒ公司，其他化学试剂均为分　析纯及以上级别，实验用水为超纯水。　ｏ　Ｈ　Ｍｅｚｌｏｃｉｌｌｉｎ　图１萘夫西林及其相似物美洛西林的结构式　Ｆｉｇ．１　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｎａｆｃｉｌｌｉｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｎａｌｏｇｕｅ　ｍｅｚｌｏｃｉｌｌｉｎ　１．２萘夫西林磁性分子印迹聚合物核壳微球的制备　１．２．１　Ｆｅ　Ｏ　磁性纳米颗粒的制备　参照Ｄｅｎｇ等　方法合成Ｆｅ　Ｏ　磁性纳米颗　粒。具体步骤如下：将１．３５　ｇ　ＦｅＣ１，・６Ｈ：Ｏ和３．６　ｇ　ＮａＡｃ溶于３５　ｍＬ乙二醇中，磁力搅拌３０　ｍｉｎ后　形成澄清透明的黄色溶液，然后将混合溶液转人高　压反应釜中，密封，将其置于２００℃烘箱内，反应８　ｈ，自然冷却至室温后，将产物分别用二次蒸馏水和　无水乙醇洗涤数次，５０℃真空干燥至恒重，得到黑　色的Ｆｅ，Ｏ　磁性纳米颗粒。　１．２．２　硅烷化双键修饰的磁性纳米颗粒Ｆｅ　Ｏ　＠　ＳｉＯ，的制备　首先合成二氧化硅包覆的磁性纳米颗粒，具体　过程如下：称取０．２　ｇ　Ｆｅ，Ｏ　和ｌ　ｇ聚乙烯吡咯烷酮　（ＰＶＰ）置于２５０　ｍＬ三口烧瓶中，加入８０　ｍＬ乙醇、　３０　ｍＬ去离子水，超声分散均匀后，边搅拌边加入３　ｍＬ氨水，继续搅拌２０　ｍｉｎ后，将含有２　ｍＬ　ＴＥＯＳ　的４０　ｍＬ乙醇溶液加入上述溶液中，在室温下搅拌　２４　ｈ，在外加磁场作用下收集得到的产物，分别用二　次蒸馏水和无水乙醇洗涤数次，５０℃真空干燥，得　到Ｆｅ３Ｏ４＠ＳｉＯ２。其次，称取０．２　ｇ　Ｆｅ３Ｏ　＠ＳｉＯ　于　１００　ｍＬ三口烧瓶中，加入３０　ｍＬ甲醇，超声分散均　匀后，用移液枪逐滴加入３　ｍＬ甲基丙烯酰氧丙基　三甲氧基硅烷（ＭＰＳ），在５００　ｒ／ｍｉｎ下室温搅拌２４　ｈ，反应完成后用甲醇洗涤数次除去未反应的ＭＰＳ，　５０℃真空干燥，得到双键修饰的Ｆｅ　０　＠ＳｉＯ　。　１．２．３　萘夫西林磁性分子印迹聚合物（Ｆｅ　Ｏ　＠　ＭＩＰｓ）和非印迹聚合物（Ｆｅ　Ｏ　＠ＮＩＰｓ）的制备　称取０．２５　ｍｍｏｌ萘夫西林溶于４０　ｍＬ乙腈／甲　苯（３：１，ｖ／ｖ）混合溶剂中，加入一定量的ＭＡＡ，低　温预反应１２　ｈ，使模板和功能单体充分作用；将１００　ｍｇ　Ｆｅ３Ｏ４＠ＭＰＳ、一定量的ＥＧＤＭＡ和４０　ｍｇ　ＡＩＢＮ加入２０　ｍＬ乙腈／甲苯（３：１，ｖ／ｖ）混合溶剂，　超声ｌ０　ｍｉｎ，将此混合液加人上述的模板一功能单体　复合物中，反应体系在Ｎ　的保护下，于５０℃预聚６　ｈ，６０℃聚合反应２４　ｈ，然后升温至８０℃陈化６　ｈ，　在外加磁场作用下分离得到反应产物，用甲醇／乙酸　（９：１，ｖ／ｖ）洗脱模板分子萘夫西林直至ＨＰＬＣ无模　板分子峰检出，于５０℃真空干燥，得到Ｆｅ　Ｏ　＠　ＭＩＰｓ。合成路线见图２。作为对照，Ｆｅ　Ｏ　＠ＮＩＰｓ　用同样的方法合成，只是不加入模板分子萘夫西林。　１．３萘夫西林磁性分子印迹聚合物吸附性能的研究　１．３．１　萘夫西林在Ｃ　柱上的色谱测定条件　Ｓｈｉｍａｄｚｕ　ＶＰ—ＯＤＳ色谱柱（１５０　ｍｍ×４．６　ｍｍ，　５　ｍ）；流动相条件：色谱纯乙腈／水（４０：６０，ｖ／ｖ，　含０．１％的乙酸）；流速：１．０　ｍＬ／ｍｉｎ；检测器：紫外　检测器；进样体积：２０　Ｌ；检测波长：２７８　ｎｍ。　１．３．２　Ｆｅ３Ｏ４＠ＭＩＰｓ和Ｆｅ　Ｏ４＠ＮＩＰｓ的吸附试验　用不同体积比的乙腈／丙酮作为吸附溶剂，分别　配制５个质量浓度为６５．０　ｍｇ／Ｌ的萘夫西林溶液，　然后分别称取５份Ｆｅ　Ｏ　＠ＭＩＰｓ和Ｆｅ　Ｏ　＠ＮＩＰｓ，　每份５　ｍｇ，分别置于１０个离心管中。向Ｆｅ　０　＠　ＭＩＰｓ和Ｆｅ　Ｏ　＠ＮＩＰｓ中分别加入５　ｍＬ上述不同　吸附溶剂配制的萘夫西林溶液，室温下振荡２　ｈ，用　外加磁铁将聚合物从溶液中快速分离，取其上清液，　用ＨＰＬＣ测定吸附后溶液中萘夫西林的浓度。　

２结果与讨论　２．１萘夫西林磁性分子印迹聚合物制备条件的优化　Ｆｅ，Ｏ　＠ＭＩＰｓ的多步制备过程如图２所示。先　以水热法合成了Ｆｅ　Ｏ　纳米粒子，然后用ＴＥＯＳ在