固载银离子高选择性整体柱在线富集分析反式脂肪酸技术研究

Focused on the difficulty of the determination of trans fatty acid (TFA), we innovatively present a novel online-extraction and analysis method by using a highly selective monolithic column which is immobilized by silver ions (Ag+) for solid phase micro extraction (Ag+-SPME) to step-extract TFA, and designing a connector to couple the column to detection instruments. The highly selective Ag+-SPME monolithic column using in online-extraction and analysis of TFA was prepared by immobilized Ag+ to the anionic sites on the suface of the monolithic column. The preparation feeds, preparation conditions and Ag+ immobiled conditions will be investigated respectively. A series of performance and characterization of the prepared monolithic column will be carried out. The Ag+-SPME monolithic column will be on-line coupled to HPLC or other detection instruments by a connector designed by ourselves. Taking advantage of the specific interaction between Ag+ and unsaturated fatty acids, TFA could be selectively extracted from the complex real samples. The identification mechanisms and the enrichment rules of the Ag+-SPME column will be discussed. Through the comparison of different connecting solutions, a novel technology of on-line extraction and analysis of trace TFA in food will be developed to provide experimental data and scientific basis for people's health and the safety of food quality.

针对反式脂肪酸(TFA)的检测难题，本项目创新性地提出了制备可选择性分步富集TFA的固载银离子高选择性固相微萃取(Ag+-SPME)整体柱，并设计研制其与不同检测仪器的联用接口。通过Ag+与整体固定相表面阴离子作用位点相结合，实现整体柱表面Ag+的固载，制备用于在线富集分析TFA的微萃取整体柱。考察了阴离子型基质整体柱的制备配方，优化了整体柱制备与Ag+固定化条件，并对制备的整体柱进行了一系列性能测试与表征。利用研制的联用接口，实现Ag+-SPME与HPLC等检测仪器的在线联用，利用Ag+与不饱和脂肪酸之间存在的特殊相互作用，实现从实际样品中选择性分步富集TFA，探讨了Ag+-SPME整体柱对TFA的选择性机理与富集行为，考察几种不同的在线联用方式的富集效果，确定合理的联用方案，研究建立一种在线富集分析食品中的微量TFA的新技术，为食品安全质量控制、保障人民身体健康提供实验数据和科学依据。

本项目发展了一种酸催化原位一步脱水快速缩聚的整体柱制备技术，利用该技术实现了脲醛树脂整体柱、离子液体功能化整体柱、透明质酸钠功能化（HA-UF）整体柱的制备；通过HA-UF整体柱表面的羧基位点与银纳米颗粒的相互作用实现银纳米粒在整体柱表面的固载，制备可用于在线富集分析不饱和化合物（包括反式脂肪酸）的固相微萃取整体柱；并对制备的整体柱进行了全面的材料测试与表征，考察了其管内固相微萃取行为与机理。本项目还构建了以双六通阀为基础的在线管内固相微萃取-高效液相色谱（in-tube SPME-HPLC）联用系统，实现了该系统与二极管阵列检测器和蒸发光散射检测器的联用，并以除草剂和真菌毒素等物质为研究对象，验证上述联用系统的稳定性和可靠性。将本项目开发的聚（甲基丙烯酸十八烷基酯-co-乙二醇二甲基丙烯酸酯）[Poly(OMA-co-EDMA)]整体柱和银纳米粒固定化（Ag NPs-HA-UF）整体柱作为固相微萃取（SPME）整体柱，结合in-tube SPME-HPLC联用系统，发展了两种在线富集分析反式脂肪酸（TFA）的新技术。以Poly(OMA-co-EDMA)整体柱作为SPME整体柱时，TFA等检测对象依靠反相相互作用实现在线富集，洗脱时通过顺反式脂肪酸的不同保留能力，实现了顺反式脂肪酸在in-tube SPME-HPLC联用系统中的分离，建立了速溶咖啡样品中总反式十八碳二烯酸和总反式十八碳一烯酸含量的检测方法；在最优条件下，检测限达到3.0~7.1 μg/kg，回收率达到83.0~106.4%，相对标准偏差为3.2~4.7%。以Ag NPs-HA-UF整体柱作为SPME整体柱时，TFA等检测对象的在线富集依靠银纳米粒与不饱和π键的相互作用实现，洗脱时利用检测对象顺反式结构作用力的差异，实现了顺反式脂肪酸在in-tube SPME-HPLC联用系统中的分离，发展了一种十八碳二烯酸甲酯和十八碳一烯酸甲酯等不饱和化合物的精准分析方法，尤其是实现了常规液相色谱难以识别的4种十八碳二烯酸甲酯异构体的精准分析。本项目共发表SCI论文9篇，核心期刊论文1篇，还有3篇文章正在整理，共申请发明专利5项，实用新型专利2项，发表会议论文4篇，并作国际国内会议报告各1场，培养研究生7名。各项指标均超出预期目标，圆满完成了此项课题。