[发明专利]草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸专用固相萃取小柱及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及分析化学、食品安全领域，涉及同时萃取草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸专用固相萃取小柱（GLY-AMPA柱）的制备方法和应用，主要用于食品中（包括水、动物源性食品、植物源性食品等）中草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸的高选择性分离、富集和纯化。

背景技术

草甘膦(glyphosate，Gly)，化学名称N-(膦酰基甲基)氨基乙酸，是目前世界上应用最广、生产量最大的广谱非选择性除草剂，氨甲基膦酸(aminomethylphosphonic acid，AMPA)为草甘膦的主要代谢物，其化学性质类似于其母体，其结构式见表1。草甘膦及其主要代谢物氨甲基磷酸具有与有机磷化合物相似的作用毒理，主要通过抑制胆碱脂酶的活性而导致神经系统机能失调，由于草甘膦引起的水体污染、植被破坏、牲畜中毒等案件逐年增加。为此，世界各国，包括我国及国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission，CAC) 均对农产品中Gly的最大残留量(MRL)有着严格的限量规定。

表1草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸的结构式、分子量等信息

 

草甘膦和氨甲基磷酸均为强极性两性化合物，传统的以C18、硅胶、硅酸镁、丙氨基、磺酸钠盐等为固定相的固相萃取小柱对此化合物进行吸附富集净化存在回收率低，样品在填料上的穿透体积小等问题。现有的检测标准方法（GB/T 23750-2009，NY/T 1096-2006，SN/T 1923-2007）均采用阳离子交换CAX柱（填料AG 50W-X8树脂，H+型）进行富集净化，这种以AG 50W-X8树脂为吸附填料的离子交换材料不仅价格昂贵、操作过程复杂，还很容易受到水溶液中其它阳离子的干扰和竞争吸附的影响而造成回收率的不稳定。固相萃取的填料能对一系列的相同性质化合物表现出吸附性能，选择具有选择性的萃取填料成为最近开发固相萃取小柱的热点。镁铝二元水滑石（Layered Double Hydroxides, LDHs）为典型的阴离子型层状材料由于其特殊的层状结构，在一定条件下焙烧得到具有较大比表面积的复合氧化物它在一定条件下可重新吸收水中阴离子从而恢复为层状结构的水滑石,这种独特的“记忆效应”结构使得水滑石可以作为高效阴离子吸收剂而应用，目前，水滑石作为无机和有机阴离子污染物的吸附剂已有不少报道，如利用水滑石吸附废水中的染料、利用水滑石作为草甘膦的化学型缓释剂等，但是利用水滑石作为固相萃取小柱的吸附材料尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种草甘膦及氨甲基膦酸其代谢物专用固相萃取小柱及其应用，利用水滑石作为固相萃取小柱的吸附材料具有吸附能力强、柱容量高，能有效去除食品中的植物油、脂、酸性物质等杂质干扰。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

    一种草甘膦及氨甲基膦酸其代谢物专用固相萃取小柱（简称：GLY-AMPA柱），包括柱外壳、筛板和填料，所述填料为阴离子吸附填料和酸性物质吸附填料以及助滤剂组成；所述阴离子吸附填料为镁铝二元水滑石，分子组成式为MgAl₃(OH)₁₆CO₃·4H₂O；所述酸性物质吸附填料为乙二胺-N-丙基甲硅烷(PSA)；所述助滤剂为硅藻土celite 545填料；所述阴离子吸附填料、酸性物质吸附填料和助滤剂的重量比为2：2：1。

    所述的镁铝二元水滑石(LDHs)制备方法为：用共沉淀法，制备出了以碳酸根为阴离子的层状氢氧化镁铝(LDHs)，并在500℃下的焙烧2小时，搅拌混匀后过120目筛。

    其过柱过程包括以下步骤：

（1）活化：在所述固相萃取小柱中依次加入3 mL甲醇，3 mL 0.1wt.%甲酸水活化；

（2）萃取：将待净化液加入固相萃取小柱中，再用2 mL 0.1wt.%甲酸水淋洗样品管，一并加入固相萃取柱中，流出液弃去；

（3）淋洗：待上样液完全流出后，用5mL的0.1wt.%甲酸水，5 mL甲醇活化溶液淋洗，淋洗液弃去，将小柱抽干；

（4）解吸：2.0 mL 0.5 mol/L碳酸钠溶液解吸，收集解吸液。

    草甘膦及其代谢物氨甲基膦酸专用固相萃取小柱的制备方法，包括以下步骤：按比例分别称取阴离子吸附填料、酸性物质吸附填料和助滤剂，填充于底端具有筛板的小柱内，填料上端再以筛板固定。