關鍵詞:限進材料;表面引發原子轉移自由基聚合;牛血清白蛋白;磺胺二甲氧嘧啶;土霉素;牛奶。
Abstract:A novel reversed phase restrict access material was prepared via two steps of sur-face-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP)。 The stearyl methacrylate (C18)and glycidylmethacrylate (GMA)were grafted on inner and outer surfaces of modified silica,allowing brominated silica and CuBr / 2,2-pyridine to serve as macro-initiator and catalyst sys-tem. After hydrolysis,we got a hydrophilic reversed phase restrict access material with rich gly-col group, which was characterized by Fourier transform infrared (FT-IR ) spectrum,elementary analysis and thermogravimetric (TGA)analysis. The static adsorption experimentwas employed for evaluating the binding capacity of the novel reversed phase restrict accessmaterial. The maximum adsorption amounts of sulfadimethoxine and oxytetracycline were18. 02 and 4. 80 mg / g,respectively. The properties of material for the exclusion of proteins likebovine serum albumin (BSA)were evaluated using solid-phase extraction (SPE)and its exclu-sion value up to 90%. The novel reversed phase restrict access material was used for the separa-tion and enrichment of oxytetracycline in milk. The high-performance liquid chromatography(HPLC)was used to detect the oxytetracycline and the average recovery was 89. 19% with therelative standard deviation (RSD)of 3. 03%. It is expected that the novel inversed restrictaccess material combined with HPLC or liquid chromatography-mass (LC-MS)analysis systemis applied to the extraction and detection of biological samples.
Key words:restrict access material;surface-initiated atom transfer radical polymerization.
表面引發原子轉移自由基聚合(surface-initiated atom transfer radical polymerization,SI-ATRP)是一種強大且靈活的合成技術,其適用的單體范圍廣,反應條件溫和,分子設計能力強,可合成預定結構和序列的聚合物[1-3].Wang 等[4]通過反 ATRP 技術制備手性整體固定相,以 β-環糊精(β-CD)作為手性選擇劑,采用 ATRP 技術在表面接枝親水聚合物刷來提升柱的生物兼容性,將此材料結合 HPLC 檢測血漿中的手性藥物。Lv 等[5]通過逐層修飾成功制備了限進介質分子印跡磁性微球,用于磁性微萃取牛奶中的雙酚 A,此限進介質分子印跡磁性微球選擇性高,避免了生物樣品中蛋白質在微球表面的沉積。
限進材料是 20 世紀 80 年代[6,7]發展起來的一種用于生物樣品直接進樣的固相萃取材料。最初,Boos 等[8-10]提出烷基-二醇基限進材料(alkyl-diol-silica,ADS),并結合 HPLC 檢測血漿、尿液等樣品中的藥物分子。喻昕等[11]提出了一種制備 ADS 固定相的改進方法。限進材料提供了以下優勢[12-14]:第一,材料的親水性外表面可以防止樣品基質中的蛋白在表面發生不可逆吸附,延長使用壽命,減少成本;第二,材料內表面的配體可以變換不同的基團種類,如 C4、C8、C18或離子交換官能團等;第三,將新型材料與簡便、多樣及相容性較高的 HPLC 或 LC-MS 等分析系統相結合[15-17],為生物樣品中藥物殘留檢測提供了一條非常有前景的發展途徑。Wang等[18]把 β-環糊精固定在硅膠內部,構建手性結合層,再通過 SI-ATRP 反應把甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝到表面,用該手性限進材料檢測并拆分生物樣品中的扁桃酸和氯噻酮。Wang 等[19]在硅膠表面引入十八烷基鏈和芐基氯,通過 SI-ATRP 接枝甲基丙烯酸環氧丙酯,水解得到表面含二醇基的反相限進材料,用于牛奶中鄰苯二甲酸酯類物質的分離富集,但接枝十八烷基鏈沒有采用 SI-ATRP 技術,以致單體接枝不夠均勻,接枝密度不夠高。
甲基丙烯酸十八烷基酯[20]是具有 18 個碳的直鏈烷烴,但將其應用于限進材料的制備未見報道。近年來已有將 ATRP 技術用于制備限進材料的文獻,但功能單體接枝量和接枝密度都有待提升。本文通過二步 SI-ATRP 技術在硅膠表面接枝兩種不同的功能單體,接枝量高,接枝密度大。新型反相限進材料外表面的親水層有效避免樣品基質的干擾,對小分子具有萃取能力,但選擇性不夠高,有待繼續研究。最后以新型反相限進材料為萃取基質,結合HPLC 檢測牛奶樣品中的土霉素(OTC)。
1 實驗部分。
1.1 儀器、試劑與材料。
LC-20AT 高效液相色譜儀、傅里葉變換紅外光譜儀(日本島津公司),TU-1810 紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司),Vario ELII元素分析儀(德國 Elementar 公司)。
100 ~ 200 目硅膠(青島海洋化工有限公司);甲基丙烯酸十八烷基酯(純度 96%,含質量分數為0. 01% 的氫醌-甲基醚穩定劑)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA,純度 97%)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(純度 98%)、磺胺二甲氧嘧啶(SDM,純度 99%)、OTC(純度 99%)、CuBr(化學純)、2,2-聯吡啶(純度99% )、2-溴異丁酰溴 (純度 97% )、牛血清白蛋白(BSA,純度 98%)(上海晶純試劑有限公司);濃鹽酸、濃硫酸、異丙醇、甲醇、三乙胺、乙二胺四乙酸二鈉、四氫呋喃、甲苯均為分析純(天津市大茂化學試劑廠);牛奶(購于當地超市,寧夏夏進乳業集團股份有限公司)。其他試劑均為國產分析純。
1.2 新型反相限進材料的制備過程。
1.2.1 氨丙基硅膠(Silica-NH2)的制備。