功能化胶囊式磁性碳纳米管的制备及其在抗生素残留分离富集中的应用研究

Antibiotic residues in food pose a serious threat to human health, and thus enrichment and analysis of antibiotic residues for ensuring food safety is of great importance. This project focuses on the development of novel magnetic solid-phase extraction (MSPE) methods for enrichment of antibiotics based on the use of capsule type of functionalized magnetic carbon nanotubes. Moreover, these MSPE methods coupled with high performance liquid chromatography (HPLC)-resonance Rayleigh scattering (RRS) technique are used for selective enrichment and effective detection of trace amounts of antibiotics in animal derived food. The main contents include: (1) preparation and characterization of capsule type of magnetic carbon nanotubes with no functional groups, different functional groups and MOFs. (2) development of MSPE methods based on these capsule types of magnetic carbon nanotubes and study on their performance; (3) development of new HPLC-RRS methods and study on their analytical performance. (4) MSPE coupled with HPLC-RSS techniques are used for separation and detection of antibiotic residues in animal derived food and assessment of their applications in the food safety analysis. The implementation of this project will be conducive to the integration of analytical chemistry and materials, and provides a simple and effective tool for food safety analysis.

食品中抗生素的残留对人类健康构成了严重威胁，对其进行富集和分析具有重要的意义。本项目拟利用胶囊式磁性碳纳米管作为样品前处理介质，建立新型磁性固相萃取新方法，并将其结合高效液相色谱-共振瑞利散射分离检测新技术，应用于动物性食品中痕量抗生素分离检测。主要内容包括：（1）胶囊式磁性碳纳米管、不同基团修饰胶囊式磁性碳纳米管和功能化金属-有机骨架材料(MOFs)膜涂层的胶囊式磁性碳纳米管制备及表征；（2）基于胶囊式磁性碳纳米管的抗生素固相萃取方法建立及其性能研究；（3）高效液相色谱-共振瑞利散射分离检测新方法建立及其分析性能研究；（4）建立基于胶囊式磁性碳纳米管的磁性固相-高效液相色谱-共振瑞利散射检测联用新技术，应用于动物性食品中痕量抗生素的选择性富集以及分离检测，评估它们在食品安全分析中的应用。本项目的实施将有利于分析化学、材料等相关学科的衔接与交叉集成，为食品安全分析提供一种简单有效的手段。

食品中抗生素及农药的残留对人类健康构成了严重威胁，开发简单、灵敏的检测方法对其进行准确测定具有重要的意义。本项目的研究旨在分析化学与材料科学等不同学科的交叉集成基础上，合成具有更高效捕获目标分子的磁性材料，对其进行功能化修饰后用于涉及食品及食品生产、生物体内和地表水等复杂样品中健康危害组分的萃取富集。结合经典可靠的HPLC技术，实现对痕量目标物的准确测定，为食品安全领域提供简单有效的检测手段。.本项目历时四年完成的研究工作共8项，其中3项已发表：（1）磁性MOFs-聚多巴胺的制备及其在水产养殖水样中阳离子染料萃取检测中的应用；（2）ZIF-67衍生磁性杂化碳材料的制备及其用于萃取富集人血清中的氟比洛芬和酮洛芬；（3）磷酸基正十八烷基双功能化磁性复合材料的制备及萃取富集茶叶中的有机磷。1项正在投稿中：核壳式ZIFs衍生磁性碳纳米管的制备及其萃取富集土壤样品中的拟虫菊酯类农药。4项正在撰写中：（1）磁性酚醛聚合物的制备并用于富集测定水产品中的结晶紫及其代谢物；（2）磁性HOFs材料的合成并用于萃取富集蔬菜中的有机磷；（3）氟功能化磁性COF的制备及用于萃取水果中的含氟拟除虫菊酯类杀虫剂；（4）氟功能化磁性MOFs的制备及用于萃取环境水样中的苯甲酰脲杀虫剂。. 各项工作都完整包含了所设计材料合成路径的探索、合成条件的优化及表征、磁固相萃取条件的优化、与HPLC联用所建立的分析方法的性能评估、实际样品的测定和方法准确度的考察以及萃取机制的讨论等多个方面内容。实验数据显示所建立的新方法普遍具有灵敏、可靠、操作简单及低成本等优势，在食品安全领域具有良好的应用前景。