离子液体杂化印迹材料-管尖固相萃取-液相色谱法检测西瓜中残留的植物激素

韩晔红¹，杨春柳¹，乔凤霞²，闫宏远^1,3*

（1．河北大学药学院，保定 071000；2．保定学院生化系，保定 071000；
3．河北省药物质量分析控制重点实验室，河北大学预防医学与卫生事业管理系，保定 071002）

植物激素是一类调节植物生长的小分子化合物，按其来源可分为内源性生长素和外源性生长调节剂两大类。这类化合物可以缩短植物的成熟期，短时间内取得经济效益。近年来，该类化合物的乱用与滥用给人类健康带来一定的蓄积危害^[1]。有研究表明，摄入过多的植物激素会对人类神经系统、内分泌系统和生殖系统等造成危害，并使人类面临致癌、致畸的危险^[2]。因此，建立一种快速、高效的检测植物激素在植物体内特别是果蔬中的含量的方法备受关注。在这些常用于检测植物激素的样品前处理方法中，分子印迹材料因具有对模板分子及其结构类似物具有特异识别的能力，其应用具有较好的发展潜力。但分子印迹材料存在两个问题，一是在合成过程中采用的试剂多为有机试剂，较易发生收缩和溶胀现象，导致了分子印迹材料吸附孔穴变形，影响对目标物的吸附；二是印迹吸附材料在水相介质中对目标物的吸附能力较差。有机-无机杂化印迹材料在普通的分子印迹材料制备过程中，添加了无机组分，得到一种具有合成条件温和、交联度高、化学稳定性好的印迹材料，初步解决了传统印迹材料在有机试剂中溶胀和收缩的问题^[3]。无论是普通的分子印迹材料，还是杂化印迹材料，它们的共同优势是具有特异识别能力，这是它们的优点，同时也是缺点所在。考虑到现在样品基质越来越复杂，目标物的种类也越来越多，对吸附剂的要求越来越高。不仅需要能同时检测多种、多类的目标物，而且要求其对目标物的吸附能力也要高。所以合成多重吸附机制的材料同时萃取多种、多类目标物，是印迹材料发展的趋势之一。离子液体杂化印迹材料把离子液体引入到印迹材料的合成过程中，并结合了印迹材料、杂化材料、离子液体三者的优势。离子液体杂化印迹材料具有多重相互作用，不但可以通过印迹空间构型识别目标物，还可以通过离子交换作用力、静电引力、π-π作用、偶极相互作用、氢键作用等吸附目标物^[4]。本研究在优化的条件下，用L-色氨酸作为虚拟模板，烯丙基咪唑和氯丙基三甲氧基硅烷反应生成的硅烷化离子液体和甲基丙烯酸为单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）和四乙氧基硅烷（TEOS）为交联剂，制备具有较高选择性的离子液体杂化印迹吸附剂。并以此作为管尖固相萃取的吸附填料，结合高效液相色谱对西瓜中吲哚丁酸和4-氯苯氧乙酸钠的残留量进行检测。结果表明，此法结合了分子印迹技术、离子液体和管尖固相萃取方法的优点，具有较高的选择性和灵敏度，且节约时间，可为分析复杂样品提供方法参考。

1　实验部分

1.1　仪器和试剂

高效液相色谱仪（LC-20A，岛津有限公司，日本）；色谱柱：Kromasil-C18（5.0μm，150mm×4.6mm ID，中科院大连化学物理研究所，中国）；N2000色谱工作站（浙大智达公司，中国浙江）；TEOS、EDMA、MAA（分析纯，美国ACROS公司）；吲哚丁酸，4-氯苯氧乙酸钠（分析标准品，晶纯试剂有限公司，中国上海）；流动相：甲醇0.01%醋酸水（1 : 1，体积比）；流速：1.0ml/min；检测波长：228nm。

1.2　离子液体杂化印迹管尖固相萃取

首先，选两个移液器的枪头（1000ml和100µl），将1000ml规格的枪头用小刀去掉下面尖端（约1cm），然后将两个枪头组合到一起，下端填入适量棉花，备用。其次，称适量离子液体杂化印迹填料，放入自制的管尖中，上面用小层棉花覆盖。最后，将处理好的西瓜汁加到活化好的管尖中，用水淋洗，甲醇-醋酸洗脱，洗脱液烘干，流动相复溶，进样分析。

2　结果与讨论

2.1　离子液体杂化印迹材料的制备与性能考察

首先，合成杂化离子液体。取烯丙基咪唑和氯丙基三甲氧基硅烷适量，在适合条件下，反应足够的时间，得到的反应产物备用。其次，称量适量的L-色氨酸，将它与甲基丙烯酸和合成的杂化离子液体先预聚合，然后加入乙腈、交联剂，转移到反应容器中，搅拌反应足够的时间，制备出高选择性、吸附性好的离子液体杂化印迹材料（反应机理，如图1所示）。

为进一步考察吸附材料的选择性，本研究对非离子液体非印迹材料、离子液体非印迹材料、离子液体色氨酸印迹材料做了选择性吸附试验，结果如图2（a）所示，本实验选用的离子液体色氨酸印迹的吸附材料，对模板的类似物吲哚丁酸及依靠离子作用力吸附的4-氯苯氧乙酸钠吸附率大于93%。通过对比数据分析，本研究所用的离子液体色氨酸印迹吸附材料既能依据印迹技术吸附吲哚丁酸，又能依据离子作用力同时吸附吲哚丁酸和4-氯苯氧乙酸钠两者。显示离子液体色氨酸印迹材料比其他两种材料有更好的吸附性和选择性，并且能排除基质效应的干扰，有良好的重现性。

2.2　离子液体杂化印迹材料在检测西瓜中植物激素的应用

本研究通过初步对样品的处理方法，淋洗剂，洗脱剂等因素进行了考察，并对西瓜中的残留的植物激素检测进行了尝试，从图2（b）可以看出，用合成的离子液体杂化印迹材料作为管尖固相萃取的吸附剂用于西瓜中残留的吲哚丁酸和4-氯苯氧乙酸钠的检测，能除去干扰定量的杂质，且相对回收率高［吲哚丁酸，95.6%；4-氯苯氧乙酸钠，94.9%（n=3）］。

参考文献

[1] Bruzzone S, I. Moreschi, C. Usai, et al. Proc Natl Acad Sci, 2007, 104: 5759-5764.

[2] Wu Y, Hu B. J Chromatogr A, 2009, 1216: 7657-7663.

[3] Yan H, Wang M, Han Y, et al.J Chromatogr A, 2014, 1346: 16-24.

[4] Wang H F, Zhu Y Z, Yan X P,et al. Adv Mater, 2006, 18: 3266-3270.

基金项目：国家自然科学基金（31301464, 21575033）, 河北省自然科学基金（B2015201132, B2015104013）

作者简介：闫宏远, 男, 教授, 博士生导师。Tel : +86-312-5079788，E-mail：yanhy@hbu.edu.cn