分子印跡固相萃取技術在抗生素檢測中的應用進展

楊光，徐曉秋，高德玉，陸佳，潘良

（黑龍江省能源環境研究院，哈爾濱150090）

分子印跡固相萃取技術在抗生素檢測中的應用進展

楊光，徐曉秋，高德玉，陸佳，潘良

（黑龍江省能源環境研究院，哈爾濱150090）

分子印跡聚合物是一種具有強大分子識別功能的材料，具有高效的選擇特異性，可作為吸附材料應用于分子印跡固相萃取技術中。分子印跡固相萃取技術不但具有親和性，而且抗干擾能力強，因此廣泛適用于復雜樣品的前處理。本文介紹了分子印跡固相萃取技術及其基本原理，對當前分子固相萃取技術在抗生素檢測方面的應用進行了綜述，并對其未來的發展方向進行了展望。

分子印跡固相萃取；抗生素；應用

1　分子印跡固相萃取技術

仿照抗體形成機理，分子印跡技術機理逐漸發展起來［1］，首先在模板分子周圍形成高分子聚合物，該聚合物的交聯度較高，其次從聚合物分子中將模板分子除去，這樣就會在聚合物中留下可結合反應物的活性位點，因此具有高度識別模板分子及其類似物的能力。如圖1所示，這一過程使該聚合物具有高度識別目標分子的能力。

圖1　分子印跡過程示意圖［4］Fig.1 Schematic diagram of the molecularly imprinting process［4］

分子印跡技術（Molecularly Imprint Technology，MIT）的主要內容是合成分子印跡聚合物（Molecularly Imprint Polymer，MIP）。要合成印跡聚合物首先要選定的適合的化合物作為模板分子，在共價鍵或非共價鍵的作用下，功能單體與模板分子相互接觸，通過交聯劑和引發劑發生自由基聚合反應，達到固定功能單體的目的，最后將模板分子去除，即得到的分子印跡聚合物。MIP擁有孔穴，該孔穴與模板分子形狀相吻合，而且還具有識別功能，可識別目標分子，所以不但能有效結合模板分子，還可以結合模板分子的類似物。

目前在MIP的制取過程中，常用方法有本體聚合（Bulk Polymerization）、硅膠球表面聚合（Coated Silica Particles）、懸浮聚合（Suspension Polymerization）、兩步溶脹聚合(Two-Stage Swelling Polymerization）、沉淀聚合（Precipitation Polymerization）、W/O乳液聚合(W/O emulsion polymerization)、平面膜聚合(planar films and grafts)等，研究者根據具體的實際應用，采用適當的方法合成分子印跡聚合物［2］。

分子印跡聚合物作為新型的高分子材料，不但具備高度的穩定性及使用壽命長等特點，而且可以從復雜樣品中選擇性吸附目標分子及其結構類似物，因此可用于分離提取和富集復雜樣品中的痕量樣品，將其應用于樣品前處理過程中，稱為分子印跡固相萃取法（MolecularlyImprintedSolid-PhaseExtraction，MISPE）。分子印跡固相萃取技術解決了醫藥、生物及環境樣品體系成分復雜、預處理步驟多等問題，因此在復雜樣品預處理中有較好的應用，并且凈化后的樣品可以直接注入氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜/質譜(GC/MS)、高效液相色譜/質譜（HPLC/MS）等儀器中進行分析，快捷方便。

2　分子印跡固相萃取在抗生素檢測分析中的應用

目前，固相萃取技術主要有離線和在線固相萃取兩種模式，兩種模式均可與氣相色譜、液相色譜聯用。在這兩種模式中，離線萃取的方法應用更廣泛，在這一方法中包括活化、上樣、淋洗、洗脫。

離線固相萃取法操作簡便，但是在洗脫這一步驟中，剩余溶液要經過濃縮，然后再用流動相定容，可見操作過程復雜，容易增加分析中的誤差［3］。在常用的在線固相萃取技術中，通過柱切換技術與分析檢測系統聯用并實現自動化。首先將所需填料放置于規定柱中，把其放入固定位置。樣品通過該位置進入裝有填料的小柱，經過小柱時待分析物被保留，進行測定［4］。

根據凈化原理的不同，目前的在線固相萃取法是從離線的固相萃取技術發展而來，通過機械裝置將SPE小柱在不同的通道間切換，來依次完成活化、平衡、上樣、淋洗和洗脫等過程的操作，從而達到凈化分析物的目的［5］。雖然凈化原理和這種離線固相萃取技術的凈化原理相同，但是該技術所采用的填料并不是特殊填料而是普通的固相萃取填料。

Jing等［6］考察了不同模板分子及復合模板對四環素類抗生素識別能力的影響。采用在線——分子印跡固相萃取技術并與高效液相色譜——紫外檢測器聯用，實驗表明混合模板印跡材料在食品的四環素檢測中效果甚好，不但富集倍數合理，而且印跡選擇因子高［7,8］。

Martin［9］采用分子印跡固相萃取技術對牛奶中四環素進行分離提取及檢測。合成了四環素分子印跡聚合物，并對色譜條件和固相萃取條件（包括活化、上樣、淋洗和洗脫步驟）進行探究。發現在最優固相萃取條件下，四環素類物質在MIP柱上的萃取回收率在76.0%～95.8%。將其與液相色譜聯用檢測實際樣品中四環素類藥物的殘留分析，分離效果良好。

3　結論與展望

由于MISPE具有高度親和的能力和較高的選擇性，可以解決復雜樣品預處理繁雜等問題，不但有選擇性提取目標組分，而且除去了雜質的干擾，因此在各類藥品食品等物質的抗生素檢測中表現出優勢。目前，分子印跡固相萃取技術的發展仍面臨許多問題，如模板分子滲漏、柱容量較低、識別能力受上樣溶劑影響較大等。隨著研究越來越深入，應用領域越來越廣泛，分子印跡固相萃取技術的應用前景必將更為廣闊。

［1］L.PAULING.A theory of the structure and process of formation of antibodies［J］.J.Am.Chem.Soc.,1940,（62）：2643-2657.

［2］QUESADA-MOLINA,C.,CLAUDE,B.,GARCIA-CAMPANA,et al.Convenient solid phase extraction of cephalosporins in milk using a molecularly imprinted polymer［J］.Food Chemistry,2012,135（2）：775-779.

［3］F.G.TAMAYO,E.TURIEL,A.E.MART?N.Molecularly imprinted polymers for solid-phase extraction and solid-phase microextraction:Recent developments and future trends［J］.J.Chromatogr.A,2007,（1152）：32-40.

［4］A.K.MALIK,V.KAUR,N.VERMA.Areviewon solid phase microextraction-High performance liqui chromatography as a novel tool for the analysis of toxic metal ions［J］.Talanta,2006,（68）：842-849.

［5］C.Y.HE,Y.Y.LONG,J.L.PAN,et al.Application of molecularly imprinted polymers to solid-phase extraction of analytes from real samples［J］.J.Biochem. Biophys.Methods,2007,（70）：133-150.

［6］T.JING,Y.WANG,Q.DAI,et al.Preparation of mixed-templates molecularly imprinted polymers and investigation of the recognition ability for tetracycline antibiotics［J］.Biosens Bioelectron,2010,（25）：2218-2224.

［7］NILSSON J.,SPEGEL P.,NILSSON S.Molecularly imprinted polymer formars for capillary electrochromatography［J］.Chromatogr B,2004,804（1）：3-12.

［8］Wullff G.Enzyme-like catalysis by molecularly imprinted polymer［J］.Chem Rev,2002,102（1）：1-28.

［9］MARTIN P.，WILSON I.D.，MORGAN D.E.,etal.Evaluationof a molecular-imprinted polymer for use in the solid phase extraction of propranolol from biological fluids［J］.Anal Commun,1997,34（2）：45-47.

Progress in the Molecularly Imprinted Solid-phase Extraction on Antibiotics Detection

YANGGuang,XUXiao-qiu,GAODe-yu,LUJia,PANLiang
（Energyand Environmental Research Institute ofHeilongjiangProvince,Harbin 150090,China）

Molecularlyimprinted polymer,a kind ofadsorption material with strongmolecular recognition abilityand high specific selectivity,has been used in the molecularly imprinted solid-phase extraction and has an extensive usage in extrication and separation fields because of its high affinity and high ability of anti-interference generated by the complex samples.This article describes the concept and principle of molecularly imprinted solid-phase extraction and summarizes its applications for the determination of antibiotic in recent years.Moreover,the future research trends ofmolecularlyimprinted solid-phase extraction were emphasized in the end ofthis paper．

Molecularlyimprinted solid-phase extraction(MISPE);Antibiotic;Applications

O658

A

1674-8646（2015）09-0056-02

2015-06-19

黑龍江省科學院預研項目

楊光（1988-），女，黑龍江哈爾濱人，碩士，研究實習員，主要從事能源環境方面的研究。

高德玉（1954-），男，黑龍江勃利人，研究員，博士，從事能源環境方面的研究，e-mail：1090774192@qq.com