基于表面分子印迹的基质固相分散-高效液相色谱法检测肉类食品中磺胺类药物多残留的研究

Drug residues are one of the important issues for animal derived food safety, and sample detection is the last line of defense to ensure the food safety. The current national standard detection of sulfonamide residues includes pretreatment of liquid - liquid extraction combined with solid phase extraction which requires a large amount of organic solvent with tedious steps and low purification efficiency. In the present study, matrix solid phase dispersion extraction with surface molecularly imprinted microparticles will be used as the high specific recognition extractants to establish a feasible and specific method of high performance liquid chromatography in order to detect the meat sample. Five of the thirteen sulfonamides listed in the national standard with characteristic structures will be selected as templates to synthesize a series of surface molecularly imprinted microparticles. A thorough study containing structural characterization, quantum chemical calculations, adsorption kinetics, thermodynamics and selective behavior will be performed to reveal the mechanism of molecular imprinting and recognition, the effects of template molecules, function monomer, crosslinking agent, solvent and polymerization condition on the microparticles extraction performance in order to further regulate the synthesis and design a more suitable dummy template to deal with the problem of template leakage. This study will provide the theoretical and practical basis for the application of surface molecular imprinting technique and the efficient detection of trace sulfonamide residues in animal derived foods.

药物残留是危害动物性食品安全的重要问题，而样品检测是保障安全的最后一道关卡。我国现行的磺胺类药物多残留检测标准中以液-液萃取法联合固相萃取法进行样品前处理，步骤繁琐、有机溶剂用量大且富集净化效率低。本研究拟合成具有特异识别能力的表面分子印迹微球作为萃取剂，应用于灵活高效的基质固相分散法进行肉类样品前处理，结合高效液相色谱法建立更为便捷、专属性强的磺胺类药物多残留检测方法。以国标中需检测的十三种磺胺类药物中五种具有特征结构的药物为模板制备印迹微球，综合其结构表征信息、量子化学计算结果与吸附动力学、热力学和选择性行为，深入探讨分子印迹和识别机制，揭示模板、功能单体、交联剂、致孔剂及反应条件等因素对印迹性能的影响规律以进一步调控微球合成，并指导磺胺类药物虚拟模板的设计。这一研究将为表面分子印迹技术的研究和基质固相分散法在磺胺类药物多残留检测中的应用奠定理论与实践基础。

磺胺类药物在畜牧生产中的使用甚至滥用一直是国内外各方视线关注的焦点。考虑到公众健康和食品安全，严守保障动物性食品安全的最后一道防线，不断寻求更加高效准确的药物残留检测方法是十分必要的。本研究合成多种具有特异识别能力的表面分子印迹聚合物（SMIPs）作为残留药物的萃取剂。对预聚体系进行结构表征及计算机辅助设计以指导制备；采用原子转移自由基聚合（ATRP）法和ATRP AGET法进行制备，并对产品进行结构表征及吸附性能评价。结果显示，分子印迹层的聚合在颗粒表面引发剂的引导下从颗粒表面逐层形成，批与批间质量稳定，模板分子得到有效洗脱。采用本法制备的SMIPs较传统本体聚合法制备的分子印迹聚合物对模板分子的吸附速度大大加快，传质效率提高，吸附量随溶液浓度的增加而增加，分子印迹层在微粒表面非均匀多层分布，有强、弱两类亲和位点，机械强度好，可重复使用。特异性吸附效果好，所制SMIPs的IF值为2.43~4.42，杂环类型、杂环取代位置等对印迹与选择性识别有影响，空间位阻及功能基团影响较大。以SMIPs为萃取剂建立的基质固相分散-高效液相色谱法可用于检测猪肉类样品中磺胺类药物残留。以SMIPs为残留药物萃取剂，基质固相分散萃取作为样品前处理方法，大大减少溶剂的消耗和制备所需的操作时间，比常用的样品制备方法简单灵活。对洗脱液种类和体积进行考察，考虑可操作性和回收率，试验选用体积为5 ml甲醇作为洗脱剂进行洗脱。通过高效液相色谱法测定样品溶液，进行方法学评价。结果显示，通过SMIPs分离得到的磺胺类药物待测液经液相分析可满足系统适应性，得到标准曲线和回归方程，样品回收率范围在60%-80%之间，且批内相对标准偏差小于15%，方法的准确性和精确度满足相关的要求，稳定性较好。检测限约为10 μg/kg，定量限约为30 μg/kg。建立的分析方法能够满足国家对磺胺类药物残留检测要求。通过本项目的研究为表面分子印迹技术的理论与应用及肉类样品中痕量磺胺类药物多残留的高效检测奠定基础，具有相当的应用前景。