磺胺類抗生素分子印跡制備技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間:2022-02-05 07:43
分子印跡技術(shù)是一種可以特異性地從樣品中將待測物分離和富集,降低樣品中復(fù)雜基質(zhì)對待測物檢測結(jié)果的干擾,提高儀器檢測精度的前處理技術(shù),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于動(dòng)物性食品中的獸藥殘留檢測領(lǐng)域;前奉惪股刈鳛樽畛1粰z出的獸藥之一,其檢測方法的優(yōu)化有著重要研究意義。本文聚焦了近年來磺胺類抗生素分子印跡技術(shù)的發(fā)展趨勢,包括新型功能單體、交聯(lián)劑和致孔劑的選用,聚合方法的優(yōu)化以及其應(yīng)用模式從傳統(tǒng)固相萃取材料到快速檢測產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變,闡述了該技術(shù)的優(yōu)勢和目前存在的問題,為磺胺類抗生素分子印跡聚合技術(shù)的發(fā)展提供參考。
【文章來源】:食品工業(yè)科技. 2020,41(15)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
磺胺類藥物的結(jié)構(gòu)圖
隨著MIS的發(fā)展與應(yīng)用,分子印跡逐漸擺脫傳統(tǒng)乙烯基聚合法易受水影響導(dǎo)致特異性下降的限制。制備溶劑為水的MIS受水強(qiáng)極性影響較小,摻雜熒光量子點(diǎn)后與熒光檢測器聯(lián)合使用,可在提高靈敏度的同時(shí)減小樣品的除雜步驟,部分報(bào)道中,水性樣品只需要經(jīng)過簡單的過濾步驟即可直接使用MIS萃取目標(biāo)物質(zhì)[18,33]。MIS的出現(xiàn)進(jìn)一步簡化了分子印跡的使用流程,提高了分子印跡聚合物成為一種針對水性樣品的獨(dú)立快檢產(chǎn)品的潛力。3.3 作為快檢方法的應(yīng)用研究
磺胺類抗生素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它的分子印跡聚合方法多屬于非共價(jià)型聚合,這一聚合方法的分子間相互作用力弱,要求模板分子的功能位點(diǎn)個(gè)數(shù)適中,在模板與功能單體間有足夠作用強(qiáng)度的同時(shí),避免模板分子與功能單體的結(jié)合過于牢固而導(dǎo)致的模板分子難以從MIP中除去的情況。除此之外,分子印跡還要求模板分子具有較高的溶解性。磺胺嘧啶(sulfadiazine,SD)[17-20]、磺胺二甲基嘧啶(sulfamethazine,SMZ)[15,21-22]、磺胺二甲氧基嘧啶(sulfamethazine,SDM)[23-24]同屬磺胺嘧啶類抗菌劑,三種化合物結(jié)構(gòu)相似,溶解性較好,R基團(tuán)嘧啶環(huán)上的兩個(gè)胺基可提供兩個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn),可輔助磺胺基上的四個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn)形成穩(wěn)定的非共價(jià)型絡(luò)合結(jié)構(gòu),有利于MIP特異性空腔的形成,因此,如圖2所示,擁有嘧啶雜環(huán)的磺胺類抗生素作為模板分子的頻率,達(dá)57%,即一半的磺胺類抗生素分子印跡的模板分子都屬于磺胺嘧啶類。一方面,這是因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)的適配性,另一方面,這是由市場應(yīng)用情況決定的,SD、SMZ和SDM作為中效抗菌劑,使用范圍廣泛,殘留情況相對嚴(yán)重[12],用它們制備的MIP具有更高的實(shí)用性;前芳讎f唑(sulfamethoxazole,SMO)[25]作為磺胺類抗生素中的常用藥,同樣存在較嚴(yán)重的藥物污染問題,而且其噁唑雜環(huán)也可為MIP提供兩個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn),是較為理想的模板分子材料,因此,磺胺甲噁唑也常被用作MIP的模板分子,其占比高達(dá)19%。功能單體與模板分子在有機(jī)介質(zhì)中識(shí)別程度的差異也是選擇模板分子的影響因素之一[24],由于功能單體的p H、極性、結(jié)構(gòu)等存在差異,不同的磺胺類模板分子與功能單體間的絡(luò)合效果也有所不同。在已有的報(bào)道中,甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)的使用頻率最高,這可能與磺胺二甲基嘧啶被作為磺胺類抗生素分子印跡的常用模板分子有關(guān)。對比表1 MIP-1和MIP-2發(fā)現(xiàn),當(dāng)SMZ和MAA分別作為模板分子和功能單體時(shí),MIP的選擇性顯著。Isarankura-Na-Ayudhya等[26]使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),對這一現(xiàn)象進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)MAA與磺酰胺部分的結(jié)合能達(dá)-91.9364 k J/mol,比1-乙烯基咪唑與磺酰胺部分的結(jié)合能高一倍,而當(dāng)功能單體與模板分子間能量較高時(shí),MIP的結(jié)合位點(diǎn)親和力更高[27]。由于磺胺類抗生素分子印跡選用的模板結(jié)構(gòu)多與SMZ類似,所以MAA功能單體在磺胺類分子印跡中普遍適用。但是,MAA作為一種可同時(shí)成為氫鍵供體和受體的功能單體,MAA和MAA之間的結(jié)合能很高[26],當(dāng)模板分子與MAA間的結(jié)合能不足時(shí),MAA容易自聚,MIP效果反而不理想。表1 MIP-5顯示,當(dāng)SMO作為模板分子時(shí),功能單體MAA并不能為MIP帶來較好的特異性。除此之外,將表1 MIP-1、MIP-2和MIP-3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,還可以發(fā)現(xiàn),功能單體的復(fù)合使用對MIP的吸附性能和選擇性有了很大提升[28-29],乙烯基功能單體的復(fù)合使用為磺胺類分子印跡的優(yōu)化提供了更多可能。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)物源食品中磺胺類藥物殘留的免疫分析方法研究進(jìn)展[J]. 王佳,陶曉奇. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2018(10)
[2]UPLC-MS/MS對雞肉中6種磺胺類藥物的分析[J]. 劉蘭,周培華. 食品工業(yè). 2018(06)
[3]黑龍江省豬肉中磺胺類藥物殘留的檢測與風(fēng)險(xiǎn)評估[J]. 關(guān)舒函,李蕊,金慧然,韓美玉,張秀英,李睿. 黑龍江畜牧獸醫(yī). 2017(01)
[4]磺胺類藥物化學(xué)研究新進(jìn)展[J]. 何世超,Ponmani Jeyakkumar,Avula Srinivasa Rao,王憲龍,張慧珍,周成合. 中國科學(xué):化學(xué). 2016(09)
[5]食品中磺胺類藥物前處理及檢測方法研究進(jìn)展[J]. 張?jiān)?李偉青,周偉娥,任志芹,張峰,馮雪松,周昱,李紹輝,鄭陽. 食品科學(xué). 2015(23)
碩士論文
[1]磺胺類獸藥磁性分子印跡聚合物的制備、表征及應(yīng)用[D]. 崔一笑.齊魯工業(yè)大學(xué) 2016
[2]磺胺及其衍生物分子印跡聚合物的計(jì)算模擬與制備研究[D]. 嵇大圣.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3614847
【文章來源】:食品工業(yè)科技. 2020,41(15)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
磺胺類藥物的結(jié)構(gòu)圖
隨著MIS的發(fā)展與應(yīng)用,分子印跡逐漸擺脫傳統(tǒng)乙烯基聚合法易受水影響導(dǎo)致特異性下降的限制。制備溶劑為水的MIS受水強(qiáng)極性影響較小,摻雜熒光量子點(diǎn)后與熒光檢測器聯(lián)合使用,可在提高靈敏度的同時(shí)減小樣品的除雜步驟,部分報(bào)道中,水性樣品只需要經(jīng)過簡單的過濾步驟即可直接使用MIS萃取目標(biāo)物質(zhì)[18,33]。MIS的出現(xiàn)進(jìn)一步簡化了分子印跡的使用流程,提高了分子印跡聚合物成為一種針對水性樣品的獨(dú)立快檢產(chǎn)品的潛力。3.3 作為快檢方法的應(yīng)用研究
磺胺類抗生素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它的分子印跡聚合方法多屬于非共價(jià)型聚合,這一聚合方法的分子間相互作用力弱,要求模板分子的功能位點(diǎn)個(gè)數(shù)適中,在模板與功能單體間有足夠作用強(qiáng)度的同時(shí),避免模板分子與功能單體的結(jié)合過于牢固而導(dǎo)致的模板分子難以從MIP中除去的情況。除此之外,分子印跡還要求模板分子具有較高的溶解性。磺胺嘧啶(sulfadiazine,SD)[17-20]、磺胺二甲基嘧啶(sulfamethazine,SMZ)[15,21-22]、磺胺二甲氧基嘧啶(sulfamethazine,SDM)[23-24]同屬磺胺嘧啶類抗菌劑,三種化合物結(jié)構(gòu)相似,溶解性較好,R基團(tuán)嘧啶環(huán)上的兩個(gè)胺基可提供兩個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn),可輔助磺胺基上的四個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn)形成穩(wěn)定的非共價(jià)型絡(luò)合結(jié)構(gòu),有利于MIP特異性空腔的形成,因此,如圖2所示,擁有嘧啶雜環(huán)的磺胺類抗生素作為模板分子的頻率,達(dá)57%,即一半的磺胺類抗生素分子印跡的模板分子都屬于磺胺嘧啶類。一方面,這是因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)的適配性,另一方面,這是由市場應(yīng)用情況決定的,SD、SMZ和SDM作為中效抗菌劑,使用范圍廣泛,殘留情況相對嚴(yán)重[12],用它們制備的MIP具有更高的實(shí)用性;前芳讎f唑(sulfamethoxazole,SMO)[25]作為磺胺類抗生素中的常用藥,同樣存在較嚴(yán)重的藥物污染問題,而且其噁唑雜環(huán)也可為MIP提供兩個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn),是較為理想的模板分子材料,因此,磺胺甲噁唑也常被用作MIP的模板分子,其占比高達(dá)19%。功能單體與模板分子在有機(jī)介質(zhì)中識(shí)別程度的差異也是選擇模板分子的影響因素之一[24],由于功能單體的p H、極性、結(jié)構(gòu)等存在差異,不同的磺胺類模板分子與功能單體間的絡(luò)合效果也有所不同。在已有的報(bào)道中,甲基丙烯酸(methacrylic acid,MAA)的使用頻率最高,這可能與磺胺二甲基嘧啶被作為磺胺類抗生素分子印跡的常用模板分子有關(guān)。對比表1 MIP-1和MIP-2發(fā)現(xiàn),當(dāng)SMZ和MAA分別作為模板分子和功能單體時(shí),MIP的選擇性顯著。Isarankura-Na-Ayudhya等[26]使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),對這一現(xiàn)象進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)MAA與磺酰胺部分的結(jié)合能達(dá)-91.9364 k J/mol,比1-乙烯基咪唑與磺酰胺部分的結(jié)合能高一倍,而當(dāng)功能單體與模板分子間能量較高時(shí),MIP的結(jié)合位點(diǎn)親和力更高[27]。由于磺胺類抗生素分子印跡選用的模板結(jié)構(gòu)多與SMZ類似,所以MAA功能單體在磺胺類分子印跡中普遍適用。但是,MAA作為一種可同時(shí)成為氫鍵供體和受體的功能單體,MAA和MAA之間的結(jié)合能很高[26],當(dāng)模板分子與MAA間的結(jié)合能不足時(shí),MAA容易自聚,MIP效果反而不理想。表1 MIP-5顯示,當(dāng)SMO作為模板分子時(shí),功能單體MAA并不能為MIP帶來較好的特異性。除此之外,將表1 MIP-1、MIP-2和MIP-3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,還可以發(fā)現(xiàn),功能單體的復(fù)合使用對MIP的吸附性能和選擇性有了很大提升[28-29],乙烯基功能單體的復(fù)合使用為磺胺類分子印跡的優(yōu)化提供了更多可能。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)物源食品中磺胺類藥物殘留的免疫分析方法研究進(jìn)展[J]. 王佳,陶曉奇. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2018(10)
[2]UPLC-MS/MS對雞肉中6種磺胺類藥物的分析[J]. 劉蘭,周培華. 食品工業(yè). 2018(06)
[3]黑龍江省豬肉中磺胺類藥物殘留的檢測與風(fēng)險(xiǎn)評估[J]. 關(guān)舒函,李蕊,金慧然,韓美玉,張秀英,李睿. 黑龍江畜牧獸醫(yī). 2017(01)
[4]磺胺類藥物化學(xué)研究新進(jìn)展[J]. 何世超,Ponmani Jeyakkumar,Avula Srinivasa Rao,王憲龍,張慧珍,周成合. 中國科學(xué):化學(xué). 2016(09)
[5]食品中磺胺類藥物前處理及檢測方法研究進(jìn)展[J]. 張?jiān)?李偉青,周偉娥,任志芹,張峰,馮雪松,周昱,李紹輝,鄭陽. 食品科學(xué). 2015(23)
碩士論文
[1]磺胺類獸藥磁性分子印跡聚合物的制備、表征及應(yīng)用[D]. 崔一笑.齊魯工業(yè)大學(xué) 2016
[2]磺胺及其衍生物分子印跡聚合物的計(jì)算模擬與制備研究[D]. 嵇大圣.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3614847
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