技术领域
[0001] 本发明涉及化学领域,具体地,涉及硼酸功能化磁性纳米富集材料的制备方法及检测应用。
相关背景技术
[0002] 磁性固相萃取技术(Magnetic Solid Phase Extraction,MSPE)指的是以磁性或可磁化的材料作为吸附剂的固相萃取技术,因其具有简便、快速、高效。富集倍数高等优点,广泛应用于样品的富集与净化,而影响MSPE富集净化效率的核心因素是吸附剂选取与制
备。目前,国内外开发了大量新型材料用作MSPE吸附剂,包括碳基纳米材料、金属有机框架、聚多巴胺衍生材料等等。但上述材料面临吸吸附容量低、吸附速率较慢、选择性差等系列技术难题。
[0003] 共价有机骨架(Covalent Organic Framework,COF)是一类通过共价键连接形成的结晶型有机多孔材料,具有密度低、比表面积大、孔径可调等特点,可提供优异骨架结构、良好传质速率。硼亲和作用是一类特异性吸附作用,即硼酸基团可与顺式二羟基物质在碱
性条件形成环酯,酸性条件环酯可解离开,对材料进行硼酸化改性可大幅提高其选择性。因此,结合共价有机骨架及硼酸功能化改性,有望大幅提高磁固相萃取材料的吸附容量、吸附速率和选择性。
[0004] 大环内酯类药物(Macrolides,MALs)广泛用于治疗动物疾病、促进动物生长。其易残留于动物源性食品,并随生产加工、消费链进入餐桌,从而引发安全风险,长期暴露于大环内酯可造成过敏反应、耳蜗神经受损,甚至对肝肾造成严重损害。检测是防范MALs风险的重要手段。但由于食品基质复杂,大环内酯类药物含量较低,目标化合物的富集与净化是痕量检测的关键。
[0005] 因此,用于高效富集净化MALs的新型吸附材料有待进一步研究。
具体实施方式
[0046] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0047] 在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0048] 需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0049] 根据本发明的一个方面,本发明提供了一种磁性纳米富集材料。根据本发明实施例的纳米富集材料,壳体具有多孔有序晶体结构和丰富的硼酸基团,并且,比表面积大,在
2
一些实施例中,比表面积可达155.72m /g;吸附容量大,在一些实施例中,吸附容量为19‑
37mg/g;吸附速率快,在一些实施例中,2mL 25mg/L大环内酯在10min即可达到吸附平衡;对含顺式二羟基结构化合物,例如大环内酯类化合物吸附选择性高。此外,根据本发明实施例的纳米富集材料于水中分散性好,磁性强,可重复使用,适于复杂样品,例如食品中大环内酯类药物进行选择性高效富集净化,尤其是复杂样品中大环内酯类物质的痕量检测。
[0050] 根据本发明的实施例,磁性纳米富集材料包括:核体,所述核体是超顺磁性四氧化三铁构成的;以及壳体,所述壳体覆着在所述核体的至少部分表面上,所述壳体是由式I所示的重复单元构成的。
[0051] 根据本发明的实施例,所述核体的平均粒径为150‑250nm,所述壳体为多孔网状结构。由此,磁性纳米富集材料的比表面积大。
[0052] 根据本发明的实施例,所述壳体的平均吸附孔径为3‑5nm,优选地,平均吸附孔径为3.92‑4.50nm,厚度为40‑60nm。由此,壳厚度越大表面壳体材料重复单元(式I)间层数越多,吸附容量越大,对大环内酯吸附效果越好,并且,平均吸附孔径为3‑5nm时,适合吸附孔与大环内酯类化合物的吸附结合,且吸附孔对粒径大于4.50nm的大分子基质具有限域作用,平均吸附孔径为3.92‑4.50nm时,能进一步提高磁性纳米富集材料吸附的抗基质干扰能力。
[0053] 根据本发明的实施例,所述磁性纳米富集材料的比表面积为120‑180m2/g。由此,比表面积大,吸附容量大。
[0054] 根据本发明的实施例,所述磁性纳米富集材料的磁强度为35‑45emu/g。由此,在该磁强度条件下,磁性纳米富集材料能够对外界磁场产生强的反应,为磁固相萃取的快速进行提供了基础。从而实现磁性纳米富集材料与样品基质的快速分离,缩短操作时间,同时磁性纳米富集材料在样品溶液中具有更短的分析物扩散距离,进而可以提高吸附效率。
[0055] 根据本发明的实施例,所述磁性纳米富集材料可重复使用8次以上。由此,可重复利用的次数多,使用成本低。
[0056] 根据本发明的实施例,所述磁性纳米富集材料在X射线粉末衍射数据中,位于2θ为4.7°,30.2°,35.4°,43.1°,53.8°,57.2°和62.8°处均存在晶体衍射峰。
[0057] 根据本发明的另一方面,本发明提供了一种制备前述的磁性纳米富集材料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:提供氨基化四氧化三铁磁性纳米粒;将所述氨基化四氧化三铁磁性纳米粒与醛基单体接触,并在第一溶媒中进行预混合处理,以便得到预混
合溶液;将所述预混合溶液与所述氨基单体接触,进行醛胺缩合反应,以便得到富集材料中间体;以及将所述富集材料中间体与4‑巯基苯硼酸(4‑MPBA)接触,并在第二溶媒中进行巯基‑烯点击反应,使所述富集材料中间体进行功能化改性修饰,以便获得所述磁性纳米富集材料。
[0058] 本发明实施例制备方法所制备的磁性纳米富集材料具有比表面积大,吸附容量大,吸附速率快,对含顺式二羟基结构化合物,例如大环内酯类化合物吸附选择性高的优
点。并且,该制备方法步骤简单高效,反应条件较温和,适于工业化生产。
[0059] 根据本发明的实施例,制备所述氨基化四氧化三铁磁性纳米粒的方法包括:将六水合氯化铁分散于乙二醇中,并进行第一超声处理,以便得到第一混合液;将所述第一混合液与无水乙酸钠接触,进行第一搅拌,以便得到第二混合液;将所述第二混合液与1,6‑己二胺接触,并进行第二搅拌后,以便得到第三混合液;以及利用反应釜对所述第二混合液进行加热处理,以便得到所述氨基化四氧化三铁磁性纳米粒。
[0060] 根据本发明的实施例,六水合氯化铁、无水乙酸钠与1,6‑己二胺的质量比为1:(1‑3):(5‑7),优选地,质量比为1:2:6.5。由此,该比例下有利于促进Fe3O4表面的氨基功能化修饰;
[0061] 根据本发明的实施例,所述加热处理的温度为180‑220℃,优选地为200℃,时间为6‑8小时,优选地为7小时。由此,该条件下利于Fe3O4‑NH2结晶完整,产率高。
[0062] 根据本发明的实施例,所述氨基单体为1,4‑二氨基‑2,5‑二乙烯基苯(PaV),所述醛基单体为三醛基间苯三酚(Tp)。其中,PaV为C2对称的氨基单体,Tp为C3对称的醛基单体,由此,选取此两种对称轴单体,通过醛胺缩合反应能够生成具有良好的六方晶胞结构的共价有机框架材料;同时,PaV提供的碳碳双键为后续硼酸功能化提供反应位点,Tp提供的羟基,可增强材料亲水性,利于后续在水相基质中开展MALs的吸附。
[0063] 根据本发明的实施例,所述醛基单体、所述氨基单体和所述氨基化四氧化三铁磁性纳米粒的质量比为1:(0.5‑1.5):(2‑4),优选地,质量比为1:1.14:2.86。该比例下形成的共价有机框架材料核壳结构好,壳体厚度大,吸附量大,且产率高。
[0064] 根据本发明的实施例,所述巯基‑烯点击反应的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。由此,对巯基‑烯点击反应催化效率高。
[0065] 根据本发明的实施例,所述引发剂、4‑巯基苯硼酸与富集材料中间体的质量比为1:(10‑15):(10‑15),优选地,为1:12:13.3。由此,该比例下点击化学反应速率适当,反应产率高。
[0066] 根据本发明的实施例,所述巯基‑烯点击反应的反应温度为50‑70℃,优选地,为65℃,任选地,时间为10‑16小时,优选地,为14小时。由此,该温度反应效率高,并且该反应时间有利于巯基‑烯点击反应充分进行。
[0067] 根据本发明的实施例,所述第一溶媒为1,4‑二氧六环和均三甲苯的混合溶液,且1,4‑二氧六环和均三甲苯的体积比为1:(0.9‑1.1)。由此,Tp和PaV在第一溶媒中的溶解度高,有利于反应体系的充分接触。
[0068] 根据本发明的实施例,所述第二溶媒为乙醇水溶液,其中,乙醇与水的体积比为1:(2‑5),优选地,为1:3。该比例下可使富集材料中间体与4‑巯基苯硼酸分散均匀在溶媒中,从而保证了反应体系的充分接触,提高反应效率。
[0069] 根据本发明的实施例,所述醛胺缩合反应的催化剂为乙酸。由此,催化效率高。
[0070] 根据本发明的实施例,所述乙酸与所述第一溶媒的体积比为1:(25‑35),优选地,为1:28。该比例有利于有机框架聚合材料COF单体分散均匀,从而保证了反应体系的充分接触,提高反应效率和产率。
[0071] 根据本发明的实施例,所述醛胺缩合反应的所述反应时间为48‑84小时,优选地,反应时间为72小时。由此,有利于氨基单体和醛基单体充分反应,促进COF材料晶体生长。
[0072] 根据本发明的又一方面,本发明提供了一种吸附大环内酯类化合物的方法。根据本发明的实施例,所述方法是利用前述的磁性纳米富集材料进行的。由此,由于前述的磁性纳米富集材料具有比表面积大,吸附容量大,吸附速率快,对含顺式二羟基结构化合物,例如大环内酯类化合物吸附选择性高的优点,本发明实施例的吸附大环内酯类化合物的方法
对大环内酯类化合物的吸附速率快,吸附量大,达到吸附平衡的时间短,该方法适于复杂样品,例如食品中大环内酯类药物进行选择性高效富集净化,尤其是复杂样品中大环内酯类
物质的痕量检测。
[0073] 根据本发明的实施例,所述大环内酯类化合物为选自托拉菌素(TUL)、螺旋霉素(SPI)、阿奇霉素(AZI)、加米霉素(GAM)、泰乐菌素(TYL)、克拉菌素(CLA)和罗红霉素(ROX)中的至少一种。
[0074] 根据本发明的实施例,所述磁性纳米富集材料的吸附容量为18‑45mg/g,优选地,为25‑45mg/g,更优选地,为19‑37mg/g。由此,磁性纳米富集材料的吸附容量大,尤其适用于复杂样品中大环内酯的富集与净化。
[0075] 下面参考具体实施例,对本发明进行说明,需要说明的是,这些实施例仅仅是说明性的,而不能理解为对本发明的限制。
[0076] 下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解,下面的实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条
件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考J.萨姆布鲁克等著,黄培堂等译的《分子克隆实验指南》,第三版,科学出版社)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品,例如可以采购自Illumina公司。
[0077] 实施例1
[0078] 根据本发明实施例的制备磁性纳米富集材料的方法,首先制备氨基化四氧化三铁磁性纳米富集材料(Fe3O4‑NH2),再采用三醛基间苯三酚(Tp)和1,4‑二氨基‑2,5‑二乙烯基苯(PaV)作为功能单体,在Fe3O4‑NH2表面包覆共价有机框架(COF)壳,制得Fe3O4@Tp‑PaV,最终采用4‑巯基苯硼酸(4‑MPBA)进行功能化改性,制得Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA,其具体制备过程如下:
[0079] 1、Fe3O4‑NH2的制备:采用水热法进行制备。首先将2.0g六水合氯化铁分散于60mL乙二醇中,超声30min,再依次加入4.0g无水乙酸钠,磁力搅拌30min得黄色悬浊液;再加入13g 1,6‑己二胺,磁力搅拌1h后转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中,置于马弗炉中200℃反应7小时后分离黑色固体,水和乙醇交替洗涤3次后烘干即得Fe3O4‑NH2。
[0080] 2、Fe3O4@Tp‑PaV的制备:依次取480.0mg上述Fe3O4‑NH2、168.0mg Tp,分散于90mL1,4‑二氧六环/均三甲苯(v/v=1:1)溶液中,超声30min,并置于110℃油浴中机械搅拌预混合
1h,再加入192.0mg PaV,最后用分液漏斗逐滴加入3.2mL乙酸至反应体系,于110℃油浴中机械搅拌反应72h,反应过程通氮气保护。反应后磁分离,水和乙醇交替洗涤3次后烘干即得Fe3O4@Tp‑PaV。
[0081] 3、Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的制备:依次取200.0mg上述Fe3O4@Tp‑PaV、180.0mg4‑MPBA,分散于100mL无水乙醇/超纯水(v/v=1:3)中,超声30min,再缓慢加入15mg偶氮二异丁腈(AIBN),于65℃水浴中机械搅拌反应14h。反应后磁分离,水和乙醇交替洗涤3次后烘干即得硼酸功能化磁性共价有机框架纳米富集材料Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA。
[0082] 实施例2
[0083] 对实施例1制备的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA及前体材料Fe3O4@Tp‑PaV、Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA进行了详细的表征实验,以证明该磁性纳米富集材料子的成功制备和具有的优异物理化学性能,具体如下:
[0084] 1、采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对Fe3O4‑NH2、Fe3O4@Tp‑PaV和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA进行形貌表征。结果如图1所示,从SEM图像可以看出,制备的Fe3O4‑NH2(图1(A))、Fe3O4@Tp‑PaV(图1(B))和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA(图1(C))具有规则的球形结构,并且分散均匀;Fe3O4‑NH2内核粒径约200nm,经修饰后,球体表面变光滑,证实了COF壳的成功包覆;Fe3O4‑NH2(图1(D))和Fe3O4@Tp‑PaV(图1(E))的TEM图像进一步证明了COF壳成功包裹在
Fe3O4表面,制备所得Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA呈现典型核壳结构,壳厚度约为50nm(图1(F))。
[0085] 2、采用粉末XRD衍射实验对Fe3O4‑NH2、Fe3O4@Tp‑PaV和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的晶体结构进行分析,结果如图2所示。从图2(A)可以看出,Fe3O4‑NH2、Fe3O4@Tp‑PaV和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的XRD谱图中均可观察到位于30.2°,35.4°,43.1°,53.8°,57.2°和62.8°的2θ处的衍射峰,与Fe3O4的晶面指数(220),(311),(400),(422),(511),(440)吻合良好,证明了Fe3O4‑NH2的成功制备,并在逐步修饰后Fe3O4‑NH2仍保持了原有的晶体结构;图2(B)显示了Fe3O4@Tp‑PaV位于4.7°的小角衍射峰,与COF材料的晶面指数(100)相吻合,证实了材料经修饰后具有较好晶型的COF壳。
[0086] 3、采用傅里叶变换红外光谱(FT‑IR)对Fe3O4‑NH2、Fe3O4@Tp‑PaV和Fe3O4@Tp‑PaV@–1MPBA的表明官能团进行了表征。由Fe3O4‑NH2的红外谱图(图3a)上可观察到581cm 和
–1
1610cm 处均存在吸收峰,分别归属于Fe‑O‑Fe的伸缩振动振动和N‑H键的弯曲振动,证实了‑1 ‑1
Fe3O4‑NH2的成功制备;在Fe3O4@Tp‑PaV的红外谱图中(图3b),分别在1271cm 和1590cm 处观测到属于C=C键和C‑N键伸缩振动吸收峰,证实了COF的成功包覆;在Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA‑1 ‑1
的红外谱图(图3c)可观测到1091cm 和1382cm 两处特征吸收峰,这分别源于C‑S键和B‑O
的伸缩振动,证实了MPBA的成功修饰。
[0087] 4、采用X射线光电子能谱(XPS)对Fe3O4‑NH2、Fe3O4@Tp‑PaV和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的表面元素进行分析。由图4a可见,711、532和398eV处峰分别归属于Fe2p、O1s和N1s的结合能,证实Fe3O4‑NH2的成功制备;图4b中观测到398eV处峰响应显著增强,源于磁核表面COF壳的成功包覆;图4c中观测到出现190和163eV两处峰,分别归属于B1s和S2p的结合能,证实了MPBA成功修饰至COF表面。
[0088] 5、采用振动样品磁强度计(VSM)对Fe3O4‑NH2和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的磁学性能进行了分析。如图5所示,Fe3O4‑NH2和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA磁滞曲线矫顽力和剩磁几乎为零,表明其均呈现出超顺磁性。COF的包裹及后续硼酸化改性导致Fe3O4‑NH2的饱和磁化强度降低,但仍可达40emu/g,足以满足Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA与样品基质溶液分离的要求。从图5插图可见,制备的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA于水中分散好,并在外部磁铁作用下,可在15s内实现与样品基质溶液的快速分离。
[0089] 6、采用氮气吸附解吸等温实验线对Fe3O4‑NH2和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的孔径分布和比表面积进行了表征。如图6(A)所示,Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA展现典型的IV型氮气吸附解吸等温线,且其平均孔径约为3.92nm(图6(B)),表明Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA具有介孔结构特征。进一2
步通过计算得Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的比表面积155.72m/g,显著高于Fe3O4‑NH2的比表面积
2
11.59m /g,证实了经过修饰本材料比表面积得到大幅提升,这有助于提升本材料的吸附容量与效率,将其用于大环内酯吸附具有良好前景。
[0090] 实施例3
[0091] 采用静态和动态吸附实验,研究实施例1制备的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对复杂样品中对涵盖14‑16环的7种代表性大环内酯类药物(托拉菌素(TUL)、螺旋霉素(SPI)、阿奇霉素
(AZI)、加米霉素(GAM)、泰乐菌素(TYL)、克拉菌素(CLA)、罗红霉素(ROX))吸附的可行性,具体如下:
[0092] 1、静态吸附试验
[0093] 配制2mL浓度梯度分别为1mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L和25mg/L的各目标物的标准溶液,并将pH调至8,再分别加入1mg Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA涡旋吸附90min,使目标物充分吸附。
[0094] 1.1最大吸附容量计算
[0095] 通过以下式(1)计算Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对各MALs的最大吸附容量。
[0096] Q=(C0‑Ce)V/m 式(1)
[0097] 其中,Q为最大吸附容量(mg/g),C0为吸附溶液的初始浓度(mg/L),Ce为达到吸附平衡时的目标浓度(mg/L),m为Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA的质量(mg),V为吸附溶液的体积(mL)。
[0098] 由图7(A)可知,随着溶液浓度增大,本磁性纳米富集材料对各MALs的吸附量增大,溶液浓度增至20mg/L时趋近饱和,通过公式(1)计算得,Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对TUL、SPI、AZI、GAM、TYL、CLA和ROX的饱和吸附量分别为36.85、26.84、33.99、34.82、28.47、19.45和28.07mg/g,对MALs较大的吸附容量可归因于本磁纳米富集材料具有大比表面积、丰富的硼酸基团吸附位点等。
[0099] 1.2吸附等温模型研究
[0100] 进一步通过Langmuir和Freundlich吸附等温模型研究Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对7种MALs的吸附行为。Langmuir吸附等温模型描述目标物在吸附剂外表面上的单层吸附,其方
程的线性形式如式(2)所示。
[0101]
[0102] 其中,Ce(mg/L)为平衡时目标物溶液的浓度;Qe(mg/g)和Qs(mg/g)分别为平衡时吸附容量和饱和吸附量;KL(L/mg)为Langmuir常数。
[0103] Freundlich吸附等温模型描述基于非匀相表面的多层吸附,其方程的线性形式如式(3)所示。
[0104]
[0105] 其中,KF(mg/g)和n分别为Freundlich常数和Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对7种MALs吸附的结合能常数。
[0106] 将静态吸附试验数据分别拟合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,并计算模型2
相关参数,结果如表1所示,由表可知7种MALs的Langmuir模型的线性拟合系数(R )
2
(0.9746‑0.9957)均大于Freundlich模型的R (0.7127‑0.9052),表明Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对MALs的吸附更符合单分子层吸附特质。
[0107] 表1 7种大环内酯类药物的吸附等温线模型拟合参数
[0108]
[0109] 2、动态吸附试验
[0110] 分别配制2mL各MALs的单标溶液中(25mg/L),调节pH至8,再将分别向其中加入1mg的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA,并涡旋吸附不同的时间(2min、5min、10min、20min,30min、60min和
90min)。图7(B)展示了在不同吸附时间下MALs吸附量的结果。由图可知,所有MALs在10min左右即可达到吸附平衡,证实了本材料吸附速率快、效率高。
[0111] 进一步采用吸附动力学准一级和准二级模型研究纳米富集材料对MALs的吸附作用。
[0112] 吸附动力学准一级模型常描述物理吸附,吸附过程仅与目标物浓度有关,受扩散步骤控制,其模型线性表达式如式(4)所示。
[0113] In(Qe‑Qt)=In Qe‑k1t 式(4)
[0114] 吸附动力学准二级模型则受化学吸附控制,吸附过程涉及吸附剂和吸附质间的电子转移或公用,其模型线性表达式如式(5)所示。
[0115]
[0116] 其中,Qe(mg g‑1)和Qt(mg g‑1)分别为平衡时吸附容量和t时刻吸附量;K1和K2分别是伪一级和伪二级反应的反应速率常数。
[0117] 将所得数据分别拟合吸附动力学准一级和准二级模型,并计算模型相关参数,结2
果如表2所示,由表可知,7种MALs的吸附动力学准二级模型的R(0.9962‑0.9999)均大于吸
2
附动力学准一级的R (0.9115‑0.9948),且准二级模型所计算的理论吸附量Qe,cal与实验
所得饱和吸附量Qe结果相近,表明Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对MALs的吸附更符合动力学准二级模型,且属于化学吸附特质,这与静态吸附试验结果相吻合。
[0118] 表2 7种大环内酯类药物的吸附动力学模型拟合参数
[0119]
[0120] 实施例4
[0121] 对实施例1制备的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA进行吸附机理研究,具体实验如下:
[0122] 将实施例1制备的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA和Fe3O4@Tp‑PaV,分别用于7种大环内酯类药物的吸附,并分别计算各目标物的回收率,结果如图8所示。从图8可看出,Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对7种大环内酯的回收率均大于80%,显著高于Fe3O4@Tp‑PaV;除托拉菌素(TUL)外,Fe3O4@Tp‑PaV对其余大环内酯回收率均低于30%。上述结果表明本材料并非基于COF上非共价作用力(氢键作用、π‑π相互作用等),而是主要基于硼亲和作用对大环内酯进行吸附,具有较高选择性。
[0123] 实施例5
[0124] 对实施例1制备的Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA进行重复使用性研究,具体实验如下:
[0125] 配制2mL含7种大环内酯类药物100μg/kg混标的水溶液,调节pH至8,将4mg Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA分散于其中,涡旋提取后,磁分离纳米富集材料,采用纯水淋洗两次,再将含1%甲酸的2mL水/乙腈(v/v=4:1)加入纳米富集材料中,涡旋洗脱目标物后,取上清液过
膜,并上机检测。将上述纳米富集材料用含1%甲酸的水/乙腈(v/v=4:1)多次洗涤,并烘干待用;重复上述实验共计8次。
[0126] 计算本材料不同使用次数下对大环内酯的回收率,结果如图9所示。重复使用8次后,回收率与之前比无显著差异(P≥0.05),表明该磁纳米富集材料可重复使用至少8次,具有较好可重复使用性。
[0127] 实例3‑5对本磁性纳米富集材料的吸附等温模型、吸附动力学、吸附机理等做了详尽研究,结果表明Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对7种典型MALs展现相似的吸附过程。Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA对7种典型MALs的吸附符合动力学准二级模型、Langmuir吸附等温模型,这种现象可解释为:Fe3O4@Tp‑PaV@MPBA(含硼酸基团)与MALs(含顺式二羟基)间存在硼亲和作用,该作用占主导吸附作用,且硼亲和作用伴随电子转移(硼氧键形成),故引起了单分子层化学吸附。
[0128] 综上所述,本发明实施例所制备的磁性纳米富集材料磁性强,于水中分散性好、比表面积大、吸附容量大、吸附速率快、选择性高、可重复使用,尤其适用于复杂样品中MALs的高效富集与净化。
[0129] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0130] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。