[发明专利]膜保护固相微萃取装置及其在检测牛奶中雌二醇的应用

说明书

本发明公开了膜保护固相微萃取装置及其在检测牛奶中雌二醇的应用，属于分析检测技术领域。本发明利用Nafion通过溶胶‑凝胶法快速制备基于COF‑LZU1的固相微萃取纤维；然后将纤维放入充满去离子水的透析膜内，构建得到膜保护固相微萃取装置。将该膜保护固相微萃取装置放入萃取液中进行固相微萃取，达到对雌二醇的分离富集效果；萃取完成后，将萃取纤维从透析膜内取出进行顶空衍生化。最后在GC进样口热解吸，将目标物从纤维上解脱进行GC定量分析，可实现对牛奶中痕量雌二醇的高灵敏度检测。

技术领域

本发明涉及膜保护固相微萃取装置及其在检测牛奶中雌二醇的应用，属于分析检测技术领域。

背景技术

随着人们对动物源性激素类药物残留危害性认知的逐渐增强，雌二醇(E2)所诱发的食品安全问题也越发凸显。20世纪80年代开始，许多国家和组织就已经通过立法来限制或禁止在动物性食品中使用甾类同化激素，欧盟自1988年禁止所有甾类同化激素用于促生长目的，制定了针对欧盟国家内部流通及外部输入的动物性食品的一整套严格的监管措施。现今，美国、欧盟、日本等发达国家和地区已形成完善的检测体系，而我国也在本世纪初开始建立国家兽药残留监控体系和兽药安全评价系统，但迄今为止雌激素类药物残留的检测和评价体系还不是十分完善。因此，动物性食品尤其是牛奶中E2的来源及含量的控制是至关重要的，建立一个快速、有效检测E2的方法势在必得。

为了对牛奶中E2含量进行监控，国内外均致力于检测技术的开发及净化提取方法的改进。牛奶中含有大量大分子蛋白质、脂肪等，牛奶体系基质极其复杂，对E2的分离、富集、提取造成很大的困难。尽管E2的检测技术已较为成熟，但对牛奶前处理方面仍面临诸多挑战，传统的方法包括现在的很多研究对E2的预处理方法都较为繁琐、耗时长、耗有机溶剂等。固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)是一种集取样、萃取、富集、进样于一体的萃取技术，具有操作简便、极少量溶剂、痕量物质萃取等优点被广泛应用于制药、生物、临床、环境和食品分析。SPME的关键因素是纤维涂层材料，它决定方法的灵敏度和选择性。然而，E2沸点高挥发性低，只能进行直接浸入式萃取，这样会使得市场上可获得的SPME纤维涂层如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、二乙烯苯(DVB)、聚乙二醇(PEG)和carbowax(CW)等受到损坏，对分析物的选择性有限、使用寿命短、热稳定性和化学稳定性差且容易断裂，使SPME的使用受限，这显然阻碍其更广泛的应用。因此，有必要研究制备高效、高稳定性的纤维涂层材料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明开发了一种绿色环保的膜保护固相微萃取装置，在不消耗任何溶剂的前提下有效从牛奶样品中提取E2。该膜保护固相微萃取探针使用Nafion通过溶胶-凝胶法快速制备基于COF-LZU1的SPME纤维，在具有分子截留特性的透析膜保护下直接浸入萃取牛奶中的痕量E2；分析物可以通过透析膜扩散到达纤维涂层，而蛋白质等高分子量干扰被隔离在膜外。此外，由于E2沸点高、挥发性差，为了提高检测灵敏度，萃取完成后将纤维进行顶空衍生，最后GC-FID检测分析。

本发明涉及的COF-LZU1是由1,3,5-三甲醛苯和1,4-二氨基苯通过希夫碱反应构建而成的二维COF材料。COF-LZU1是一种新型多孔晶体材料，具有比表面积大、可调的孔隙结构、热稳定性和化学稳定性良好的优势，作为SPME新型涂层的替代品能有效萃取目标物，达到高效灵敏的作用。溶胶-凝胶法能够快速制备SPME纤维涂层，涂层厚度可控且能减少时间成本。

本发明的第一个目的是提供一种用于检测牛奶中雌二醇的膜保护固相微萃取装置，所述装置的制备方法包括如下步骤：

(1)用酸液腐蚀金属丝，然后将腐蚀后的金属丝置于Nafion溶液中静置，静置结束后、取出，再置于COF-LZU1粉末中，15s后，取出并固化，即得COF-LZU1修饰的SPME纤维；

(2)将透析膜一端封口，从另一端倒入去离子水；然后将步骤(1)所得的COF-LZU1修饰的SPME纤维置于装满去离子水的透析膜中，使透析膜和纤维形成一个同心圆柱体，即得膜保护固相微萃取装置。