[发明专利]一种多功能介孔硅胶固相萃取剂及制备和应用

说明书

本发明提供了一种多功能介孔硅胶固相萃取剂的制备方法。本发明首先以SBA‑15介孔硅胶为基体材料，含2个氨基以上的3‑(2‑氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷或3‑[2‑(2‑氨基乙胺基)乙胺基]丙基‑三甲氧基硅烷为硅烷化试剂，制备得到多氨基化介孔硅胶，然后利用氨基与环氧基的开环反应，与过量苯基缩水甘油醚进一步反应，得到具有高密度表面多功能基团的介孔硅胶萃取剂。该萃取剂具有介孔材料的高比表面积、高密度的多功能基团和超大的萃取容量，还兼具多苯基的反相吸附作用及季铵基的强阴离子交换功能，高选择性的混合模式固相萃取剂。本发明所提供的介孔硅胶萃取剂非常适用于大体积环境水样中酸性非甾体类抗炎药物的分析。

技术领域

本发明涉及一种分离和富集水环境中非甾体类抗炎药的多功能介孔硅胶固相萃取剂的制备及应用，属于环境监测和新材料领域。

背景技术

非甾体类抗炎药物(NSAIDs)是临床上常用的一类解热镇痛抗炎药,广泛应用于风湿性疾病、关节炎、多种发热和各种疼痛症状的缓解，常见有布洛芬、萘普生及酮洛芬等。目前NSAIDs是全球使用最多的药物种类之一，由于其在污水处理厂中难以有效去除，导致该类药物活性物质持续不断地进入水环境中，造成持久性水环境污染。近年来，NSAIDs类污染物已在全世界范围内的污水、地表水以及地下水中检出，并被证明对生态环境和人类健康具有一定的风险。在我国，NSAIDS的使用量也在逐年增加，其用量之大已接近于抗生素。然而，欧美国家频繁检出的NSAIDs类污染物，在我国水环境中检测的相关报道很少。因此，亟需建立准确、灵敏的水环境中NSAIDS的分析方法。由于水环境基质复杂，药物含量极低，且NSAIDs具有强极性、阴离子化特点(pKa值为4～5)，必需选择高效和高选择性的样品分离富集技术，其中吸附剂的选择是重中之重。

目前常用于有机污染物富集的吸附剂主要有反相C18键合硅胶及苯基填料、亲水疏水平衡(HLB)聚合物。其中，传统反相填料仅靠单一的疏水作用难以有效吸附水中的强极性药物，导致回收率变差；HLB虽具有一定的极性及水浸润性，适于极性与非极性药物的同时提取，但缺乏选择性，从而造成检测干扰和回收率降低。为了解决传统吸附剂对极性阴离子型药物低效、选择性差的问题，Waters、Agilent和Supelco等国外知名公司相继推出了表面含季铵基或叔胺基的混合阴离子交换型吸附剂。该类吸附剂兼具阴离子交换和反相两种保留模式，其中的阴离子交换模式可对水中阴离子型药物进行选择性保留，近年来已成功应用于生物体液中NSAIDs的直接测定。然而，目前国内外使用的这些吸附剂均为进口小柱，价格昂贵，柱容量不高且重复使用率低，严重制约了国内药物污染物的分析与检测。因此，寻找和制备高容量、高选择性的替代萃取剂材料具有重要的研究意义。

与商品化硅胶填料相比，有序介孔硅胶具有更高的比表面积、孔体积及有序的孔道结构，这些特性使其具备更为优越的吸附容量和传质速度，如二维六方结构的SBA-15。此外，介孔硅胶表面富含硅羟基，其接枝、共缩聚或杂化上不同功能的官能团后，可以衍生出各种功能化萃取剂材料，如反相C18、苯基及双吡唑配体功能化介孔硅胶已用于有机污染物及重金属的分离和富集。然而，目前的功能化介孔硅胶材料大都为单功能化材料，即只能用作单一模式萃取剂，不适合极性离子型药物的分析。本发明仅通过简单的两步反应制备出一种多功能介孔硅胶材料，并将其用作反相/强阴离子交换混合模式萃取剂以分离和富集环境水样中的NSAIDs，目前在文献中尚未见报道。

发明内容

本发明目的是提供一种对水环境中NSAIDs类污染物具有高选择性和高富集能力的多功能介孔硅胶萃取剂的制备和应用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

用于分离和富集NSAIDs类污染物的多功能介孔硅胶材料，可按以下步骤制备获得：