一種快速檢測環(huán)境水樣中黃酮類化合物的方法及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速檢測環(huán)境水樣中黃酮類化合物的方法。它是將樣品溶液以1 mL min?1的流速上樣至吸附10 min，然后用甲醇:乙腈:0.02 M的磷酸水溶液（35:35:30）為流動(dòng)相將富集的樣品洗脫至ZORBAX Bonus?RP分析柱(25 cm×4.6 mm)進(jìn)行分離，并用多波長紫外檢測器進(jìn)行檢測。通過優(yōu)化離子強(qiáng)度，樣品pH值，樣品的富集速度，富集時(shí)間，洗脫時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件，得到該方法的富集倍數(shù)為266?368，線性范圍為0.22?1000 μg L?1，檢出限為(S/N=3) 0.01?0.20 μg L?1，定量限為0.22?0.35 μg L?1，9次重復(fù)測量250 μg L?1 樣品得到的RSD值為1.86?2.84%。該方法樣品消耗量少，可以簡便、靈敏、快速、廉價(jià)地測定含有黃酮類植物毒素的環(huán)境水樣。
【專利說明】-種快速檢測環(huán)境水樣中黃酬類化合物的方法及應(yīng)用
[0001] 該發(fā)明專利得到了天津師范大學(xué)應(yīng)用開發(fā)基金(52XK1103)資助，天津市應(yīng)用基礎(chǔ) 與前沿技術(shù)研究計(jì)劃（13JCQNJC06200)，天津市科技特派員項(xiàng)目（14JCTPJC00569)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于無機(jī)-有機(jī)功能材料制備技術(shù)及環(huán)境水樣中污染物的檢測技術(shù)領(lǐng)域。 設(shè)及金屬有機(jī)骨架化合物MIklOl為吸附劑，在線固相萃取結(jié)合高效液相色譜法富集檢測 環(huán)境水樣中的黃酬類污染物，更具體地說是一種快速檢測環(huán)境水樣中黃酬類化合物的方 法。
【背景技術(shù)】
[0003] 自然毒素如植物毒素在食品安全領(lǐng)域研究了幾十年，但在環(huán)境污染方面關(guān)注較 少。黃酬類化合物是常見的一類植物毒素，一直被視為自然界痕量的污染物(如地下水、工 業(yè)廢水、河流、湖泊、飲用水、地表水等），但有時(shí)存在于一些入侵植物物種，影響了農(nóng)業(yè)生態(tài) 系統(tǒng)。黃酬類化合物的殘留將對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響，即使在非常低的濃度。因 此，對(duì)于環(huán)境樣品中黃酬類化合物的快速高靈敏度的測定，就顯得尤為重要了。
[0004] 如今，對(duì)于黃酬類化合物的定量分析，最常用的方法多依靠昂貴的儀器檢測，如 LC-MS ,GC-MS，固體NMR等。固相萃取(SPE)在痕量樣品的濃縮富集方面，具有很大優(yōu)勢。在線 SPE克服了普通離線SPE方法耗時(shí)長，步驟繁瑣，試劑消耗量大等缺點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合高效液相色 譜法大大提高了測量的靈敏度。為了在線SI^系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，吸附劑應(yīng)滿足一些特殊要 求，如物理和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠承受各種流速、pH值和溶劑條件的變化。
[0005] 金屬有機(jī)骨架化合物(MOF)由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)引起了相當(dāng)大的關(guān)注。可調(diào) 的孔隙結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)，良好的耐熱性和大的比表面積，使得MOF已用作吸附劑在分離和預(yù) 富集方面有廣泛的應(yīng)用。MIL-IOl W其高比表面積，合適的孔隙結(jié)構(gòu)及較強(qiáng)的穩(wěn)定性，很適 合作為在線SPE的吸附劑。結(jié)合高效液相色譜法進(jìn)行樣品的定量測定，很值得我們?nèi)パ芯俊?br>[0006] 白楊素、芹菜素和木禪草素是一系列結(jié)構(gòu)典型的黃酬類化合物，并且廣泛存在于 環(huán)境樣品中。我們將MIklOl作為吸附劑裝入不誘鋼色譜柱中，通過進(jìn)樣閥位置的切換，采 用雙累分別控制在線STO富集和HPLC對(duì)待測物的分離檢測。避免了昂貴復(fù)雜的流動(dòng)注射等 設(shè)備，同時(shí)發(fā)展了一種方便高效的在線應(yīng)用SPE測定環(huán)境水樣中黃酬類化合物的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是解決環(huán)境水樣中黃酬類化合物的檢測。利用制備的MIklOl作為 吸附劑，采用濕法裝柱，再與高效液相色譜儀聯(lián)用，通過進(jìn)樣閥的切換，利用雙累分別控制 在線SPE富集和HPLC分離檢測。提供一種了樣品和試劑低消耗，靈敏度高，方便快速的檢測 方法。
[000引為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開如下的技術(shù)內(nèi)容： 一種快速檢測環(huán)境水樣中黃酬類化合物的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行： (1) 將100-400 mg MIL-101分散在乙醇中，超聲混合均勻，注入2.5 cmX4.6 mm的不誘 鋼柱中，柱子兩端墊上篩板，梓上卡套，在測量前，先用流動(dòng)相平衡該M化-101富集柱，測量 過程，首先將進(jìn)樣閥置于采樣位置，用上樣累將10 mL樣品WO.4-1.3 ml mirTi的流速上樣 至富集柱，黃酬類物質(zhì)被吸附，其它雜質(zhì)隨水流出排廢液，然后將進(jìn)樣閥切換至進(jìn)樣位置， 洗脫累將分析流動(dòng)相反向沖入富集柱，將吸附在富集柱上黃酬類物質(zhì)洗脫，洗脫流速為 0.4-1.3血min-i，洗脫時(shí)間保持1-10 min;所述的流動(dòng)相指的是體積比為:35:35:30的甲 醇：乙臘:0.02 M的憐酸水溶液； (2) 再將進(jìn)樣閥切換回采樣位置，用去離子水將上樣部分的連接管和富集柱清洗，經(jīng) ZORBAX Bonus-RP色譜分析柱進(jìn)行分離，在高效液相色譜檢測的同時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)樣品的上 樣富集，整個(gè)分析過程為5-15 min,富集倍數(shù)為200-400,線性范圍為0.1-1000 yg [1，檢出 限（S/N=3)為0.01-0.20ygL-l，定量限為0.1-1.0ygL-l，上樣量為10.0mL，樣品通量為 每小時(shí)可檢測5個(gè)樣品，對(duì)于250 yg 1/1的分析物進(jìn)行9次重復(fù)測量得到的RSD值為1.0- 3.0% O
[0009] 本發(fā)明所述的黃酬類化合物指的是:水樣中微量的木犀草素、芹菜素、白楊素。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步公開了快速檢測環(huán)境水樣中黃酬類化合物方法在測檢環(huán)境水樣中 痕量黃酬類化合物含量方面的應(yīng)用。其中的環(huán)境水樣包括:河水、湖水、廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯 示:黃酬類化合物在河水中含量為0.3-0.4 yg 1/1，在湖水中含量為0.3-0.6 yg 1/1，在廢 水中含量為0.8-1.1 yg [1。
[00川本發(fā)明更力愧細(xì)的描述如下：（I)M比-101的制備方法特征包括如下步驟： (a) 稱取750 mg硝酸銘，311 mg對(duì)苯二甲酸和0.1 ml 40 r/V/o氨氣酸，混合溶于9.6 mL去離子水，置于水熱蓋中； (b) 將水熱蓋密封，放入烘箱，保持220 T 8 h; (C)冷卻至室溫后，可得到綠色的MIklOl粉末； (d) 合成的M比-101，用二甲基甲酯胺和熱乙醇洗涂，并在10000轉(zhuǎn)的條件下離屯、 10 min; (e) 重復(fù)步驟(d)=次，W除去未反應(yīng)的金屬離子和配體； (f) 將純化好的MIklOl置于真空干燥箱內(nèi)，150 DC，干燥12 h。
[001 ^ (2)現(xiàn)憶方法： 將MlX-IOl,分散在乙醇中，超聲混合均勻，注入2.5 cmX4.6 mm的不誘鋼柱中，柱子兩 端墊上篩板，梓上卡套，所有的連接處盡量短W減小死體積。在測量前，先用流動(dòng)相平衡該 MIL-IOl富集柱。測量過程，首先將進(jìn)樣閥置于采樣位置，用上樣累將10 mL樣品Wl.O ml mirTi的流速上樣至富集柱，黃酬類物質(zhì)被吸附，其它雜質(zhì)隨水流出排廢液。然后將進(jìn)樣閥切 換至進(jìn)樣位置，洗脫累將分析流動(dòng)相反向沖入富集柱，將吸附在富集柱上黃酬類物質(zhì)洗脫， 經(jīng)ZORBAX Bonus-RP色譜分析柱進(jìn)行分離，洗脫流速為1.0血min-i，洗脫時(shí)間保持1 min。 再將進(jìn)樣閥切換回采樣位置，用去離子水將上樣部分的連接管和富集柱清洗，在高效液相 色譜檢測的同時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)樣品的上樣富集W縮短檢測時(shí)間，整個(gè)分析過程為12 min。 [0013] (3)將填裝不誘鋼柱后的M比-101，應(yīng)用于環(huán)境水樣中M比-101的吸附。該測定水樣 中黃酬方法的分析特征量:富集倍數(shù)為266-368,線性范圍為0.22-1000 yg [1，檢出限(S/N =3)為0.07-0.11 yg [1，定量限為0.22-0.35 yg L-1，上樣量為10.0 mL，樣品通量為每小 時(shí)可檢測5個(gè)樣品，對(duì)于250 yg [I的分析物進(jìn)行9次重復(fù)測量得到的RSD值為1.86-2.84%。
[0014] 本發(fā)明利用制備的分離、富集并檢測水樣中黃酬類化合物的優(yōu)點(diǎn)和積極 效果： (1)使用M比-101分離及檢測水樣中黃酬，MIL-IOl可在短時(shí)間內(nèi)有效地吸附其中的黃 酬，通過在線分離、富集的方式，顯著提高了樣品分析通量。
[0015] (2)在使用高效液相色譜法測定的過程中，利用MIklOl結(jié)構(gòu)中適合的窗、孔尺寸， 可W促進(jìn)黃酬類化合物的吸附，提高測定方法的靈敏度。
[0016] (3)使用M化-101固相萃取的方法分離、富集水樣中的黃酬，不僅操作簡單、快速， 而且可W有效地降低樣品和試劑消耗，提高檢測信號(hào)。該方法樣品消耗量少，可W簡便、靈 敏、快速、廉價(jià)地測定含有植物毒素黃酬的環(huán)境水樣。通過對(duì)環(huán)境水樣地快速、靈敏檢測，為 預(yù)警外來植物物種入侵，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段 均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的 范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本 發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對(duì)運(yùn)些實(shí)施方案中的物料成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動(dòng)也 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用到的0.02 M的憐酸為市售憐酸稀釋后而得，其他各種 試劑也有市售。
[001引實(shí)施例1 MIL-IOl的制備 (a) 稱取750 mg硝酸銘，311 mg對(duì)苯二甲酸和0.1 ml 40 r/V/o氨氣酸，混合溶于9.6 mL去離子水，置于水熱蓋中； (b) 將水熱蓋密封，放入烘箱，保持220 °C8 h; (C)冷卻至室溫后，可得到綠色的MIklOl粉末； (d) 合成的M比-101，用二甲基甲酯胺和熱乙醇洗涂，并在10000轉(zhuǎn)的條件下離屯、 10 min; (e) 重復(fù)步驟(d)=次，W除去未反應(yīng)的金屬離子和配體； (f) 將純化好的MIklOl置于真空干燥箱內(nèi)，150°C，干燥12 h。
[0019]實(shí)施例2 MIL-IOl的制備 (a) 稱取500 mg硝酸銘，400 mg對(duì)苯二甲酸和0.5 ml 40 r/V/o氨氣酸，混合溶于9.6 mL去離子水，置于水熱蓋中； (b) 將水熱蓋密封，放入烘箱，保持190 °C 10 h; (C)冷卻至室溫后，可得到綠色的MIklOl粉末； (d) 合成的M比-101，用二甲基甲酯胺和熱乙醇洗涂，并在10000轉(zhuǎn)的條件下離屯、 10 min； (e) 重復(fù)步驟(d)=次，W除去未反應(yīng)的金屬離子和配體； (f) 將純化好的MIklOl置于真空干燥箱內(nèi)，150 °C，干燥12 h。
[0020] 實(shí)施例3 將300 mg MIL-101分散在乙醇中，超聲混合均勻，注入2.5 cmX4.6 mm的不誘鋼柱中， 柱子兩端墊上篩板，梓上卡套。在測量前，先用流動(dòng)相平衡該M化-101富集柱。測量過程，首 先將進(jìn)樣閥置于采樣位置，用上樣累將10 mL樣品Wl.0 ml mirTi的流速上樣至富集柱，黃 酬類物質(zhì)被吸附，其它雜質(zhì)隨水流出排廢液。然后將進(jìn)樣閥切換至進(jìn)樣位置，洗脫累將分析 流動(dòng)相反向沖入富集柱，將吸附在富集柱上黃酬類物質(zhì)洗脫，洗脫流速為1.0 ml mirTi，洗 脫時(shí)間保持1 min。所述的流動(dòng)相指的是體積比為35:35:30的甲醇：乙臘:0.02 M的憐酸水 溶液。
[0021 ]實(shí)施例4 完成實(shí)施例3后，將進(jìn)樣閥切換回采樣位置，用去離子水將上樣部分的連接管和富集柱 清洗，經(jīng)ZORBAX Bonus-RP色譜分析柱進(jìn)行分離。在高效液相色譜檢測的同時(shí)，進(jìn)行下一個(gè) 樣品的上樣富集W縮短檢測時(shí)間，整個(gè)分析過程為12 min。
[0022] 實(shí)施例5 該測定水樣中黃酬方法的分析特征量:富集倍數(shù)為300,線性范圍為0.1-1000 yg 1/1， 檢出限（S/N=3)為0.08 yg L-1，定量限為0.3 yg L-1，上樣量為10.0血，樣品通量為每小時(shí) 可檢測5個(gè)樣品，對(duì)于250 yg L-I的分析物進(jìn)行9次重復(fù)測量得到的RSD值為1.5%。
[0023] 實(shí)施例6 分別取10 mL河水、湖水、污水樣品，通過0.22 ym的膜過濾，除去大顆粒雜質(zhì)。過濾后的 樣品，調(diào)節(jié)pH值至6.0,使用本專利方法對(duì)樣品中所含有的木犀草素、芹菜素、白楊素進(jìn)行檢 ，檢測的結(jié)要如下，
實(shí)施例7 對(duì)比試胎?：
實(shí)施例8 將本專利使用的材料MIklOl與近些年其他商業(yè)用于富集萃取黃酬類化合物的材料進(jìn) 行分析指標(biāo)的比對(duì)：
[備注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.
[備注2] Hadjmohammadi, M. R., Saman S., Nazari, S. J. J. Sep. Sci. , 2010, 33， 3144-3151.
[備注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.
[備注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. 實(shí)施例9 本專利中設(shè)及MIL-101的理化性質(zhì)特征在于：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速檢測環(huán)境水樣中黃酮類化合物的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行： (1) 將100-400 mg MIL-IOl分散在乙醇中，超聲混合均勻，注入2.5 cmX4.6 mm的不銹 鋼柱中，在測量前，先用流動(dòng)相平衡該MIL-101富集柱，測量過程中首先將進(jìn)樣閥置于采樣 位置，用上樣栗將10 mL樣品以0.4-1.3 mL HiirT1的流速上樣至富集柱，黃酮類物質(zhì)被吸附， 其它雜質(zhì)隨水流出排廢液，然后將進(jìn)樣閥切換至進(jìn)樣位置，洗脫栗將分析流動(dòng)相反向沖入 富集柱，將吸附在富集柱上黃酮類物質(zhì)洗脫，洗脫流速為0.4-1.3 mL HiirT1，洗脫時(shí)間保持 1-10 min;所述的流動(dòng)相指的是體積比為:35:35:30的甲醇：乙腈:0.02 M的磷酸水溶液； (2) 再將進(jìn)樣閥切換回采樣位置，用去離子水將上樣部分的連接管和富集柱清洗，經(jīng) ZORBAX Bonus-RP色譜分析柱進(jìn)行分離，在高效液相色譜檢測的同時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)樣品的上 樣富集，整個(gè)分析過程為5-15 min，富集倍數(shù)為200-400,線性范圍為0.1-1000 yg L-S檢出 限（S/N=3)為0.01-0.20 yg L-S定量限為0.1-1.0 yg L-S上樣量為10.0 mL，樣品通量為 每小時(shí)可檢測5個(gè)樣品，對(duì)于250 Hg I/1的分析物進(jìn)行9次重復(fù)測量得到的RSD值為1.0-3.0% 〇2. 權(quán)利要求1所述的快速檢測環(huán)境水樣中黃酮類化合物方法在測檢環(huán)境水樣中痕量黃 酮類化合物含量方面的應(yīng)用；所述的黃酮類化合物指的是：水樣中痕量的木犀草素、芹菜 素、白楊素。3. 權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中的環(huán)境水樣包括:河水、湖水、廢水。
【文檔編號(hào)】G01N30/02GK105954424SQ201610432429
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】劉越, 李琰
【申請(qǐng)人】天津師范大學(xué)