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分子印迹技术(molecular imprinting technology MIT)是制作能够与某一特定分子(模板分子)具有特异性结合的一项技术 。 制备得到的不带有模板分子的聚合物称为分子印迹聚合物(MIPs) 。 分子印迹技术起源于20世纪40年代 , 由美国化学家L.Pauling提出了现代分子印迹的初期构想-“抗体形成” 。 1972年首次由德国科学家采用共价法合成了MIPs , 限于当时的条件 , 合成出的MIPs具有不少的缺陷 。 此后几十年分子印迹技术都在缓慢的发展中 。 近几年分子印迹得到了快速发展 , 主要因为分子印迹具有高度选择性、可反复使用、耐苛刻条件、简化处理、制作简单等优点 。 对于食品及饲料这样的具有复杂基体的物质在前处理上更能够体现分子印迹的优势 , 在样品前处理过程中对指定的几种物质予以保留 , 处理效果比传统固相萃取好 。
分子印迹固相萃取(MISPE)指MIPs作为SPE的吸附剂 , 它可以弥补普通吸附剂选择性差的不足而且要比免疫吸附剂的稳定性好 , 还可以重复使用 , 使痕量被分析物在复杂样品得到中分离富集 。 胡静 对食品中三唑类杀菌剂残留分析技术研究过程中将分子印迹固相萃取柱、硅胶柱、阳离子交换树脂柱进行了性能比对 , 结果发现分子印迹固相萃取处理的结果要大大优于另外两种柱子 。 分子印迹在食品及饲料中应用主要是作为一种前处理手段 , 以分离出目标添加物 。 食品及饲料中可能存在的被检物质有毒素、工业色素、化学杀菌剂、其他违法添加物等 。
一、 MISPE应用于真菌毒素分离
真菌毒素是真菌在食品或饲料中生长所产生的代谢产物 , 对人类和动物都有害 。 这种产毒真菌主要是霉菌 , 如曲霉、青霉、镰刀霉、链格孢霉、棒孢霉等 。 食品及饲料一旦被这些毒素污染 , 食用的人或动物就会中毒 , 其中一些毒素能够诱导基因突变和致癌 , 而有些则会攻击某些器官 。 所以相关毒素的检测显得尤为重要 。 一些学者以真菌毒素为模板合成分子印迹聚合物做了相关方面的研究 。
于学雷以棒曲霉素结构类似物2-羟基烟酸为虚拟模板分子 , 以丙烯酰胺、甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶、三氟甲基丙烯酸为作用单体 , 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂 , 乙腈为致孔剂 , 制作得到了分子印迹聚合物 。 在进行固相萃取时优化了实验条件 , 并验证了分子印迹固相萃取柱优于传统柱 , 其加标回收率可达93.73%-97.62% 。
Serheeeve等以黄曲霉毒素为模板 , 丙烯胺、二乙胺基乙基丙烯酸甲酯、NN-亚甲基双丙烯酰胺为功能单体 , 用得到的分子印迹聚合物处理样品得到了很好的效果 。
从众多学者的研究发现分子印迹技术在对目标毒素的分离富集方面有着优越的性能 , 能够将目标毒素特异性吸附 , 为进一步的检测奠定了基础 。
二、MISPE应用于食品及饲料中工业色素的分离
食用色素是色素的一种 , 即能被人适量食用的 , 又可使食物在一定程度上改变原有颜色的食品添加剂 。 食用色素分为天然和人工合成两种 。 我们国家对人工合成的色素进行了严格的限制 。 工业色素是用于纺织品、皮革制品及木制品的染色物质 , 因价格便宜、着色力强、稳定性好 , 被不法商贩用于食品的染色 。 我国在过去几年相继发生了红心鸭蛋、染色馒头等食品安全事件 。 现在学者们对于工业色素应用于食品及饲料中的检测主要集中于新的合成方式。
Baggiani等以氯-苏丹为模板物质采用悬浮聚合法合成印迹聚合物 , 利用此印迹聚合物对苏丹红1号进行分离富集 。
赫春香等以日落黄为模板分子 , 邻氨基酚为功能单体 , 用印迹聚合物处理样品 , 该方法回收率为95%-108% , 为饮料中日落黄的选择性分析提供了新的方法 。
张朝晖等以苏丹红I为模板分子 , 苯基-三甲基硅烷为功能单体 , 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂 , 采用表面分子印迹技术制作印迹聚合物 , 实验测试了聚合物的选择吸附性能 , 对样品处理的回收率可达86% 。
分子印迹技术由于对目标物特异性吸附 , 所以它相比较传统的液液萃取等技术要有很大的优势 , 这种优势主要体现在特异性强、分离效果好等 。 而在色素分离中它能有效地区分目标色素与非目标色素 , 且在复杂基质环境中它能够很好的达到较高回收率 。