專利名稱：一種鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析化學(xué)技術(shù)方法，具體為一種鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鄰苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate，DBP)，主要用作工業(yè)增塑劑，以及農(nóng)藥載體、驅(qū)蟲劑、化妝品、香味品、潤滑劑和去泡劑的生產(chǎn)原料等。DBP隨著工業(yè)生產(chǎn)不斷進(jìn)入環(huán)境，廣泛存在于大氣、水體、土壤、生物體等自然環(huán)境中，已成為全球性最普遍的污染物之一。DBP是一種重要的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，類似雌性激素，嚴(yán)重干擾人類和動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)，特別是生殖功能，具有致癌、致畸和致突變的可能，因此引起了人們的高度重視。歐盟、美國和我國都將DBP作為需要監(jiān)測(cè)的環(huán)境污染物之一。目前文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)DBP 的監(jiān)測(cè)方法主要是氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等方法。這些分析方法都需要將待測(cè)污染物從樣品中分離出來，含DBP樣品的前處理過程主要有索氏提取、超聲波提取、液液萃取、固相萃取、硅膠或活性炭吸附等。但是，這些前處理方法中，目標(biāo)化合物與吸附劑之間的作用是非特異性的，在得到DBP的同時(shí)還會(huì)帶入其他雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不僅會(huì)污染檢測(cè)器，還有可能干擾分析結(jié)果，因此，開發(fā)具有特異性吸附功能的吸附材料勢(shì)在必行。分子印跡聚合物(molecularly imprinted polymer，MIP)可以作為一種特異性的吸附材料，它是指以目標(biāo)分子為模板分子(印跡分子)，將具有結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的功能化聚合物單體通過共價(jià)或非共價(jià)的方式與模板分子結(jié)合，加入交聯(lián)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完后將模板分子提取出來后形成的一種具有固定空穴大小和形狀及有確定排列功能團(tuán)的交聯(lián)高聚物。 由于MIP具有獨(dú)特的化學(xué)多樣性、預(yù)定選擇性、熱穩(wěn)定性和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，將其作為吸附劑用于固相萃取，可廣泛地應(yīng)用于環(huán)境、生物、藥物和食品等樣品的前處理過程，專一性強(qiáng)、回收率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鄰苯二甲酸二丁酯檢測(cè)時(shí)樣品前處理過程中吸附劑專一性不強(qiáng)、容易引入干擾檢測(cè)雜質(zhì)的問題，本發(fā)明提供了一種鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物及其制備方法，該化合物能夠用于制備鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱，使其能夠簡單快速、高選擇性地對(duì)含有復(fù)雜基質(zhì)樣品中的鄰苯二甲酸二丁酯進(jìn)行分離和富集， 用于痕量鄰苯二甲酸二丁酯的檢測(cè)。本發(fā)明的鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物通過下述步驟制備(1)將模板分子鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、功能單體甲基丙烯酸(MAA)和交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，溶于致孔劑氯仿或乙腈中，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)，按照摩爾比，模板分子功能單體交聯(lián)劑致孔劑引發(fā)劑=1 1 10 10 100 10 100 0.05 0.5，優(yōu)選范圍是模板分子功能單體交聯(lián)劑致孔齊[J 引發(fā)劑=1 2 8 10 30 20 80 0. 05 0. 2，更優(yōu)選的比例是 1 4 20 40 0.1。在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h(超聲波使各種反應(yīng)物充分混合均勻，冰水浴防止各種反應(yīng)物在超聲過程中受熱提前發(fā)生聚合，該步驟為實(shí)驗(yàn)室中常規(guī)操作方法)；(2)通入氮?dú)? 15min，使用膠塞密封后在55 75°C油浴中反應(yīng)12 4 得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含5 10%乙酸的甲醇溶液為萃取劑，索氏萃取M 4 除去模板分子， 再使用甲醇洗滌數(shù)次除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于60 70°C真空干燥12 Mh，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)。本發(fā)明的應(yīng)用方法技術(shù)方案是第一步，鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的制備稱量20 300mg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)，用甲醇勻漿，抽真空條件(-0. 01 -0. OSMPa)下加入1 5mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱。第二步，使用1 5mL甲醇或水活化固相萃取柱，上樣將待測(cè)水樣或待測(cè)樣品的提取液以0. 5 5mL/min的速率勻速通過固相萃取小柱，結(jié)束后1 ^iiL甲醇洗脫。第三步，洗脫液使用高效液相色譜儀或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)試。高效液相色譜檢測(cè)條件為紫外檢測(cè)器，反相柱(如C18色譜柱)，甲醇/水或乙腈 /水，等度或梯度洗脫檢測(cè)。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)條件為電子轟擊電離源，弱極性柱(如HP-5MS色譜柱)，恒溫或程序升溫檢測(cè)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)質(zhì)性區(qū)別在于，發(fā)明了一種鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物，應(yīng)用該聚合物的固相萃取小柱可以高選擇性地吸附復(fù)雜樣品中的目標(biāo)化合物而不引入其他雜質(zhì)。因此，能夠廣泛地用于色譜分析、固相萃取、電化學(xué)生物傳感器等方面。


圖1是鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物原理圖；圖2是實(shí)施例1中得到的鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物紅外譜圖；圖3是鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1，3_篩板， 2-DBP-MIP ；4-聚丙烯小柱。圖4是鄰苯二甲酸二丁酯標(biāo)準(zhǔn)品溶液高效液相色譜圖；圖5是實(shí)施例1中鄰苯二甲酸二丁酯標(biāo)準(zhǔn)品溶液固相萃取洗脫液高效液相色譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(一 )鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物的合成(1)將 DBP 0. 5mmol, MMA 2mmol, EDMA IOmmol, AIBNO. 05mmol，溶于 20mmol 乙腈
中，混合液至于圓底燒瓶中，在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h(超聲波使各種反應(yīng)物充分混合均勻，冰水浴防止各種反應(yīng)物在超聲過程中受熱提前發(fā)生聚合，該步驟為實(shí)驗(yàn)室中常規(guī)操作方法)；(2)通入氮?dú)鈒Omin，使用膠塞封口后在60°C油浴中反應(yīng)24h得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含10%乙酸的甲醇溶液200mL為萃取劑，索氏萃取24h除去模板分子，中間約12h時(shí)添加萃取劑一次，萃取結(jié)束后使用甲醇IOOmL洗滌除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于60°C真空干燥12h，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物。該實(shí)施例中得到的鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物紅外譜圖見附圖2。( 二)鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的制備稱量30mg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)，用甲醇勻漿，抽真空條件(-0. 01 -0. OSMPa)下加入2mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板，得到 DBP-MIP固相萃取柱，其結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示。(三)本發(fā)明的應(yīng)用方法技術(shù)方案(1)使用ImL甲醇活化固相萃取柱，上樣(將待測(cè)水樣或待測(cè)樣品的提取液以 lmL/min的速率勻速通過固相萃取小柱)，結(jié)束后ImL甲醇洗脫。(2)洗脫液使用高效液相色譜儀測(cè)試。該實(shí)施例中鄰苯二甲酸二丁酯標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖見附圖4，洗脫液得到的高效液相色譜圖見附圖5。圖4和圖5的色譜圖一致，證明固相萃取小柱可以高選擇性地吸附復(fù)雜樣品中的目標(biāo)化合物而不弓I入其他雜質(zhì)。實(shí)施例2(一 )鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物的合成(1)將 DBP 0. 5mmol, MMA 2mmol, EDMA IOmmol, AIBNO. 05mmol，溶于 20mmol 氯仿
中，混合液至于圓底燒瓶中，在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h ；(2)通入氮?dú)鈒Omin，使用膠塞封口后在60°C油浴中反應(yīng)24h得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含10%乙酸的甲醇溶液200mL為萃取劑，索氏萃取24h除去模板分子，中間約12h時(shí)添加萃取劑一次，萃取結(jié)束后使用甲醇IOOmL洗滌除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于60°C真空干燥Mh，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物。( 二)鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的制備稱量30mg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)，用甲醇勻漿，抽真空條件(-0.01 -0. OSMPa)下加入2mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板，得到 DBP-MIP固相萃取柱，其結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示。(三)本發(fā)明的應(yīng)用方法技術(shù)方案(1)使用ImL甲醇活化固相萃取柱，上樣(將待測(cè)水樣或待測(cè)樣品的提取液以 lmL/min的速率勻速通過固相萃取小柱)，結(jié)束后ImL甲醇洗脫(2)洗脫液使用高效液相色譜儀測(cè)試。實(shí)施例3(一 )鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物的合成(1)將 DBP 0. 5mmol, MMA 2mmol, EDMA IOmmol, AIBNO. 05mmol，溶于 20mmol 乙腈
中，混合液至于圓底燒瓶中，在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h ；(2)通入氮?dú)鈒Omin，使用膠塞封口后在70°C油浴中反應(yīng)4 得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含5%乙酸的甲醇溶液200mL為萃取劑，索氏萃取4 除去模板分子，每間隔約12h時(shí)添加萃取劑一次，萃取結(jié)束后使用甲醇IOOmL洗滌除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于70°C真空干燥12h，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物。( 二)鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的制備稱量IOOmg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)，用甲醇勻漿，抽真空條件(-0.01 -0. OSMPa)下加入5mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板，得到 DBP-MIP固相萃取柱，其結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示。(三)本發(fā)明的應(yīng)用方法技術(shù)方案(1)使用2mL甲醇活化固相萃取柱，上樣(將待測(cè)水樣或待測(cè)樣品的提取液以 lmL/min的速率勻速通過固相萃取小柱)，結(jié)束后2mL甲醇洗脫。(2)洗脫液使用高效液相色譜儀測(cè)試。實(shí)施例4(一 )鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物的合成(1)將 DBP 0. 5mmol,MMA 4mmol,EDMA 20mmol, AIBNO. Immol，溶于 40mmol 乙腈中， 混合液至于圓底燒瓶中，在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h ；(2)通入氮?dú)?5min，使用膠塞封口后在60°C油浴中反應(yīng)24h得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含10%乙酸的甲醇溶液200mL為萃取劑，索氏萃取24h除去模板分子，中間約12h時(shí)添加萃取劑一次，萃取結(jié)束后使用甲醇IOOmL洗滌除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于60°C真空干燥12h，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物。( 二)鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的制備稱量200mg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)，用甲醇勻漿，抽真空條件(-0.01 -0. OSMPa)下加入5mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板，得到DBP-MIP固相萃取柱，其結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示。(三)本發(fā)明的應(yīng)用方法技術(shù)方案(1)使用2mL甲醇活化固相萃取柱，上樣(將待測(cè)水樣或待測(cè)樣品的提取液以 lmL/min的速率勻速通過固相萃取小柱)，結(jié)束后2mL甲醇洗脫。(2)洗脫液使用高效液相色譜儀測(cè)試。實(shí)施例5(一 )鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物的合成(1)將 DBP 0. 5mmol, MMA 5mmol, EDMA 50mmol, AIBNO. 25mmol，溶于 50mmol 乙腈
中，混合液至于圓底燒瓶中，在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h ；(2)通入氮?dú)?5min，使用膠塞封口后在60°C油浴中反應(yīng)24h得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含10%乙酸的甲醇溶液200mL為萃取劑，索氏萃取24h除去模板分子，中間約12h時(shí)添加萃取劑一次，萃取結(jié)束后使用甲醇IOOmL洗滌除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于60°C真空干燥Mh，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物。( 二)鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱的制備稱量300mg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物(DBP-MIP)，用甲醇勻漿，抽真空條件(-0.01 0. OSMPa)下加入5mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板，得到 DBP-MIP固相萃取柱，其結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3所示。(三)本發(fā)明的應(yīng)用方法技術(shù)方案(1)使用2mL甲醇活化固相萃取柱，上樣(將待測(cè)水樣或待測(cè)樣品的提取液以 lmL/min的速率勻速通過固相萃取小柱)，結(jié)束后2mL甲醇洗脫。(2)洗脫液使用高效液相色譜儀測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱，其特征在于填充20 300mg鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物于1 5mL聚丙烯柱，并在聚合物填料兩端安裝聚乙烯篩板， 得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物固相萃取柱，所述鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物通過如下方法制備(1)將模板分子鄰苯二甲酸二丁酯、功能單體甲基丙烯酸和交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯，溶于致孔劑氯仿或乙腈中，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，按照摩爾比，模板分子功能單體交聯(lián)劑致孔劑引發(fā)劑=1 1 10 10 100 10 100 0. 05 0. 5，在冰水浴中超聲預(yù)作用0. 5h ；(2)通入氮?dú)? 15min，使用膠塞密封后在55 75°C油浴中反應(yīng)12 4 得到反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將聚合物研磨，過篩，使用丙酮漂洗除去過細(xì)顆粒，得到粒徑20 200 μ m的聚合物；(3)使用含5 10%乙酸的甲醇溶液為萃取劑，索氏萃取M 48h除去模板分子，再使用甲醇洗滌數(shù)次除去殘留甲酸；(4)將除去模板分子的分子印跡聚合物于60 70°C真空干燥12 Mh，得到鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取小柱，其中所述鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物制備方法中， 模板分子功能單體交聯(lián)劑致孔劑引發(fā)劑=1 2 8 10 30 20 80 0. 05 0. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萃取小柱，其中所述鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡聚合物制備方法中，模板分子功能單體交聯(lián)劑致孔劑引發(fā)劑=1 4 20 40 0. 1。
4.權(quán)利要求1或2或3所述的萃取小柱的應(yīng)用方法，包括以下步驟(1)使用1 5mL甲醇或水活化固相萃取柱，上樣，結(jié)束后1 2mL甲醇洗脫；(2)洗脫液使用高效液相色譜儀或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)試。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用方法，其中步驟⑵中高效液相色譜檢測(cè)條件為紫外檢測(cè)器，反相柱，甲醇/水或乙/腈水，等度或梯度洗脫檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用方法，其中步驟(2)中氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)條件為 電子轟擊電離源，弱極性柱，恒溫或程序升溫檢測(cè)。
全文摘要
一種鄰苯二甲酸二丁酯分子印跡固相萃取小柱及其制備方法和應(yīng)用方法，屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。將模板分子鄰苯二甲酸二丁酯、功能單體甲基丙烯酸和交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯溶于致孔劑氯仿或乙腈中，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈，通入氮?dú)獬酰?5～75℃引發(fā)聚合，反應(yīng)結(jié)束后，聚合物研磨、過篩，洗滌，得到鄰苯二甲酸二丁酯的分子印跡聚合物。稱量一定量聚合物填充于聚丙烯小柱內(nèi)，制成固相萃取小柱。本發(fā)明制得的分子印跡固相萃取小柱可高選擇性地分離富集環(huán)境、食品和化工產(chǎn)品等樣品中的鄰苯二甲酸二丁酯，有效去除基質(zhì)干擾，具有很大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)G01N30/08GK102371084SQ20101026479
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者姚青, 孫姝琦, 張穎, 王紅 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院