專利名稱：一種葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的制備及應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種分子印跡吸附材料的制備方法與應用技術，特別涉及一種葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的制備方法及在食品檢測中的應用技術。
背景技術：
蘇丹紅染色劑常作為一種工業原料被廣泛用于如溶劑、油脂、蠟、汽油的增色及鞋、地板等增光方面。1896年科學家達迪將其命名為蘇丹紅并沿用至今。蘇丹紅主要包括
I、II、III和IV四種類型屬于偶氮類油溶性工業色素，其中蘇丹紅II、III、IV都是蘇丹紅I的衍生物，被國際癌癥研究機構(IARC)列為三類致癌物之一。世界各國都已命令禁止將蘇 丹紅應用于食品中；而在經濟利益的驅使下，有人將蘇丹紅作為食品添加劑，用于辣椒醬、腐乳等加工食品中，以增加其顏色的色澤，對人體健康造成極大的傷害，因此盡快建立準確可靠的食品中蘇丹紅的分析檢測方法尤為重要。由于食品中成分非常復雜，而蘇丹紅的含量又比較低，給直接檢測食品中蘇丹紅帶來極大的困難，采用蘇丹紅分子印跡吸附材料分離富集后進行測定使檢測蘇丹紅的方法更靈敏、更準確。具有分子識別功能的高選擇性材料，一直受到人們的關注，分子印跡技術是當前制備高選擇性材料的主要方法之一。依據此技術制備的分子印跡聚合物，由于對印跡分子的立體結構具有“記憶”功能而表現預定、專一的識別性能，在分離科學、生物模擬科學等領域有十分廣闊的應用前景。申請號為201010210778. 7的專利中公開一種蘇丹紅分子印跡聚合物的制備方法，印跡聚合物的傳統制備方法是將模板分子、功能單體、交聯劑和引發劑按一定配比溶解在溶劑(致孔劑)中，在適當條件下引發聚合后得到塊狀的高度交聯剛性聚合物；然后經粉碎、過篩而得到尺寸符合要求的粒子。此方法所需裝置簡單，普適性強，但通常存在以下問題(I)在研磨過程中可控性差，不可避免地產生一些不規則顆粒，同時破壞部分印跡點。經篩分后獲得的合格顆粒一般低于50%，造成明顯浪費；(2)存在模板分子包埋過深、難以洗脫、模板滲漏和機械性能低；(3)印跡位點分布不均一，一部分處于顆粒孔避上，其傳質速率較快，而另一些包埋在聚合物本體之中，受位阻影響，可接近性差，再結合模板分子的速率慢，從而降低了印跡位點的利用率。為了解決上述問題，表面印跡作為一種新的方法近年來成為研究的熱點。所謂表面分子印跡就是采取一定的措施把所有的結合位點結合在具有良好可接近性的表面上，從而有利于模板分子的脫除和再結合。所以選擇理想的支持體很重要，目前所用的支持體主要是磁性微球和硅膠顆粒，申請號為201010519633. 5,201010242495. O的專利中公開都是以硅膠球為支持的印跡吸附材料；申請號為201110252472. 2的專利中公開一種以磁性微球為支持的印跡吸附材料。葡聚糖凝膠是具有多孔性三度空間網狀結構的高分子化合物，屬于軟性凝膠，其微孔能吸入大量溶劑。凝膠溶脹性能好，在生物化學中廣泛用于蛋白質、核酸、酶和多糖類高分子物質的分離，是生物大分子分離純化技術中不可缺少的一類介質。其分離基礎是根據溶液中這些物質分子體積大小進行過篩，葡聚糖凝膠起分子篩的作用。但葡聚糖凝膠應用于稀溶液的濃縮效果不理想，而且對分子體積相近的無法分離，更對結構相近的分子無法識別。葡聚糖凝膠含有親水性，還帶有豐富的配位基、很容易進行化學改性，是理想聚合物支持體。國內在1986年王啟超等(分析化學，1986，14(8)，584 586)首次將巰基連接到葡聚糖凝膠上合成巰基葡聚糖凝膠用于金屬離子分離富集。而用葡聚糖凝膠作為支持體合成蘇丹紅分子印跡吸附材料的未見公開的專利和文獻報道。

發明內容
本發明的目的之一是提供一種葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的制備方法，主要是以葡聚糖凝膠為支持體，在其表面印跡上蘇丹紅分子，合成對蘇丹紅分子具有高選擇性、有特異識別能力的吸附材料。本發明的目的通過以下技術方案實現。

—種葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的制備方法，特征在于該方法具有以下工藝步驟(I)葡聚糖凝膠活化處理將預先溶脹洗滌多次葡聚糖凝膠于6mol/L鹽酸溶液，室溫下浸泡24h，用去離子水洗滌至中性，抽濾后80°C烘干，得活化葡聚糖凝膠；(2)巰基葡聚糖凝膠制備方法，特點是在反應器中，按如下組成質量百分比加入，巰基乙酸30 45%，四氫呋喃30 48%，葡聚糖凝膠18 30%，濃硫酸0. 10
O.25%，各組分含量之和為百分之百，加塞，于40±2°C下，反應45 60h，然后用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量丙酮洗滌后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巰基葡聚糖凝膠；(3)葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備按如下組成質量百分比加入，乙腈55 70%，蘇丹紅0. 04 I. 0%，乙二醇二甲基丙烯酸酯12 25%，偶氮二異丁腈0. 2 I. O%，巰基葡聚糖凝膠12 25%，各組分含量之和為百分之百，通入惰性氣體5 15min除去氧氣，密封與空氣隔絕，于50 ± 5°C恒溫反應5 7h，再升溫60 ± 5°C恒溫反應10 15h，最后升溫至85°C，繼續反應4 8h，過濾洗滌；(4)模板分子的脫除以0.4mol/L 0.8mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取8 12h，再用乙腈洗去殘留的鹽酸和乙醇，洗到洗滌液檢測不到蘇丹紅為止，置于50±5°C真空干燥箱中干燥，即為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。本發明的另一個目的是提供葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料在食品分析中對蘇丹紅分子識別及吸附中的應用。特征為將制備好的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料直接在乙醇或丙酮介質中，按靜態法吸附；還可以將制備好的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制作成吸附柱，按動態法吸附，其流速為O. 10 O. 50mL/min。吸附后用O. 2mol/L O. 8mol/L的鹽酸乙醇溶液洗脫，洗脫液用分光光度法測定蘇丹紅的含量。本發明的優點及效果是(I)本發明獲得高選擇性吸附材料是葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料，該法制得的表面分子印跡聚合物具有特定的空穴，對蘇丹紅具有特異的識別能力，選擇性較高，對其它共存物質不吸附。(2)本發明葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備過程簡單，條件易于控制,生產成本低。(3)本發明制備葡聚糖凝膠表面算紅分子印跡吸附材料，由于是在葡聚糖凝膠表面修飾上分子印跡聚合物，其吸附位點都在吸附劑的表面，有利于模板分子吸附和洗脫，洗脫時間短，吸附能力強、效率高，其對蘇丹紅分子最大吸附容量為186mg/g，最高吸附率可達96%。(4)本發明制備葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料，所用的支持原料葡聚糖凝膠來源廣泛，可生物降解，并且是再生資源，該材料綠色環保，有良好的物理化學穩定性和優異的機械穩定性。(5)同時具有再生能力，可以反復使用10次以上。·


圖I為葡聚糖凝膠掃描電鏡圖；圖2為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的掃描電鏡圖；圖3為葡聚糖凝膠紅外光譜圖；圖4為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的紅外光譜圖。圖5為靜態吸附法吸附時間對吸附率的影響(縱坐標Q為吸附率)
具體實施例方式實施例I(I)葡聚糖凝膠活化處理將預先溶脹洗滌多次葡聚糖凝膠于6mol/L鹽酸溶液，室溫下浸泡24h，用去離子水洗滌至中性，抽濾后80°C烘干，得活化葡聚糖凝膠；(2)巰基葡聚糖凝膠制備方法，在四口燒瓶中加入20mL巰基乙酸20mL四氫呋喃，IOg活化葡聚糖凝膠，加入O. ImL濃硫酸，加塞，加熱此溶液40°C恒溫，攪拌下反應48h，冷至室溫過濾，然后用去離子水洗滌，至濾液呈中性為止，用少量丙酮洗滌后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巰基葡聚糖凝膠；(3)葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備在四口燒瓶中加入20mL乙腈，加入O. 05g蘇丹紅，常溫下攪拌充分溶解后，加入8. Og乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. Ig偶氮二異丁腈，5. Og巰基葡聚糖凝膠，通入氬氣5min除去氧氣，，密封與空氣隔絕，攪拌，于50°C恒溫反應6h，再升溫60°C恒溫反應12h，最后升溫至85°C，繼續反應6h，過濾洗滌；(4)模板分子的脫除以O. 5mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗去殘留的鹽酸和乙醇，洗到洗滌液檢測不到蘇丹紅為止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。實施例2(I)葡聚糖凝膠活化處理將預先溶脹洗滌多次葡聚糖凝膠于6mol/L鹽酸溶液，室溫下浸泡24h，用去離子水洗滌至中性，抽濾后80°C烘干，得活化葡聚糖凝膠；(2)巰基葡聚糖凝膠制備方法，在四口燒瓶中加入15mL巰基乙酸12mL四氫呋喃，IOg活化葡聚糖凝膠，加入O. ImL濃硫酸，加塞，加熱此溶液40°C恒溫，攪拌下反應55h，冷至室溫過濾，然后用去離子水洗滌，至濾液呈中性為止，用少量丙酮洗滌后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巰基葡聚糖凝膠；(3)葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備在四口燒瓶中加入30mL乙腈，加入O. Ig蘇丹紅，常溫下攪拌充分溶解后，加入IOg乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. 2g偶氮二異丁腈，8. Og巰基葡聚糖凝膠，通入氬氣IOmin除去氧氣，密封與空氣隔絕，攪拌，于55°C恒溫反應5h，再升溫65°C恒溫反應10h，最后升溫至85°C，繼續反應4h，過濾洗滌；(4)模板分子的脫除以O. 8mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取8h，再用乙腈洗去殘留的鹽酸和乙醇，洗到洗滌液檢測不到蘇丹紅為止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。實施例3(I)葡聚糖凝膠活化處理將預先溶脹洗滌多次葡聚糖凝膠于6mol/L鹽酸溶液， 室溫下浸泡24h，用去離子水洗滌至中性，抽濾后80°C烘干，得活化葡聚糖凝膠；(2)巰基葡聚糖凝膠制備方法，在四口燒瓶中加入12mL巰基乙酸15mL四氫呋喃，
8.Og活化葡聚糖凝膠，加入O. ImL濃硫酸，加塞，加熱此溶液40°C恒溫，攪拌下反應60h，冷至室溫過濾，然后用去離子水洗滌，至濾液呈中性為止，用少量丙酮洗滌后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巰基葡聚糖凝膠；(3)葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備在四口燒瓶中加入40mL乙腈，加入O. 2g蘇丹紅，常溫下攪拌充分溶解后，加入12g乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. 5g偶氮二異丁腈，16g巰基葡聚糖凝膠，通入氬氣15min除去氧氣，密封與空氣隔絕，攪拌，于45°C恒溫反應7h，再升溫55°C恒溫反應10h，最后升溫至85°C，繼續反應5h，過濾洗滌；(4)模板分子的脫除以O. 4mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取12h，再用乙腈洗去殘留的鹽酸和乙醇，洗到洗滌液檢測不到蘇丹紅為止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。實施例4(I)葡聚糖凝膠活化處理將預先溶脹洗滌多次葡聚糖凝膠于6mol/L鹽酸溶液，室溫下浸泡24h，用去離子水洗滌至中性，抽濾后80°C烘干，得活化葡聚糖凝膠；(2)巰基葡聚糖凝膠制備方法，在四口燒瓶中加入20mL巰基乙酸14mL四氫呋喃，IIg活化葡聚糖凝膠，加入O. ImL濃硫酸，加塞，加熱此溶液40°C恒溫，攪拌下反應45h，冷至室溫過濾，然后用去離子水洗滌，至濾液呈中性為止，用少量丙酮洗滌后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巰基葡聚糖凝膠；(3)葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備在四口燒瓶中加入40mL乙腈，加入O. Ig蘇丹紅，常溫下攪拌充分溶解后，加入8. Og乙二醇二甲基丙烯酸酯，O. 2g偶氮二異丁腈，9. Og巰基葡聚糖凝膠，通入氬氣IOmin除去氧氣，密封與空氣隔絕，攪拌，于55°C恒溫反應6h，再升溫60°C恒溫反應12h，最后升溫至85°C，繼續反應6h，過濾洗滌；(4)模板分子的脫除以O. 6mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗去殘留的鹽酸和乙醇，洗到洗滌液檢測不到蘇丹紅為止，置于50°C真空干燥箱中干燥，即為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。實施例5葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料應用方法動態法吸附，食品中蘇丹紅的檢測，分離后采用分光光度法檢測，其具體方法的步驟如下
(I)萃取柱的制備將制備好的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料，以水為勻漿液，進行濕法裝柱，該柱依次用水、乙醇洗滌多次備用；(2)對于含有蘇丹紅樣品，用葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料采用動態吸附的方法進行處理，以O. 20mL/min的流速通過吸附柱，吸附后用O. 5mol/L的鹽酸乙醇溶液洗脫，洗脫液用分光光度法測定蘇丹紅的含量。實施例6葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料應用方法靜態法吸附，食品中蘇丹紅的檢測，分離后采用分光光度法檢測，其具體方法如下取不同濃度的蘇丹紅乙醇或丙酮溶液10mL，在相同條件下加入適量的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料，震蕩吸附20min取清液，用分光光度法測定消液中蘇丹紅的濃度，計算出葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的最大吸附容量；另一種方法是 將，震蕩吸附20min，將清液分離后，用O. 5mol/L的鹽酸乙醇溶液洗脫，然后用分光光度法測定洗脫液中蘇丹紅的濃度，進行樣品中蘇丹紅的測定。
權利要求
1.一種葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的制備方法，其特征是在于該方法具有以下工藝步驟 (1)葡聚糖凝膠活化處理將預先溶脹洗滌多次葡聚糖凝膠于6mol/L鹽酸溶液，室溫下浸泡24h，用去離子水洗滌至中性，抽濾后80°C烘干，得活化葡聚糖凝膠； (2)巰基葡聚糖凝膠制備方法，特點是在反應器中，按如下組成質量百分比加入，巰基乙酸30 45%，四氫呋喃30 48%，葡聚糖凝膠18 30%，濃硫酸0. 10 O. 25%，各組分含量之和為百分之百，加塞，于40±2°C下，反應45 60h，然后用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量丙酮洗滌后，放在40±2°C烘箱中干燥，得到巰基葡聚糖凝膠； (3)葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料制備按如下組成質量百分比加入，乙臆55 70%,蘇丹紅0. 04 I. 0%,乙_■醇_■甲基丙稀酸酷12 25%,偶氣_■異丁臆O.2 I. 0%，巰基葡聚糖凝膠12 25%，各組分含量之和為百分之百，通入惰性氣體5 15min除去氧氣，密封與空氣隔絕，于50 ±5°C恒溫反應5 7h，再升溫60±5°C恒溫反應10 15h，最后升溫至85°C，繼續反應4 8h，過濾洗滌； (4)模板分子的脫除以O.4mol/L O. 8mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取8 12h，再用乙腈洗去殘留的鹽酸和乙醇，洗到洗滌液檢測不到蘇丹紅為止，置于50±5°C真空干燥箱中干燥，即為葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。
2.根據權利要求I所述的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡材料的制備方法，其特征是葡聚糖凝膠為葡聚糖凝膠G-25，葡聚糖凝膠G-50，葡聚糖凝膠G-75。
3.根據權利要求I步驟(3)中所述的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡材料的制備方法，其特征是惰性氣體為氬氣，氮氣。
4.根據權利要求I步驟(3)中所述的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡材料的制備方法，其特征是通入惰性氣體除去氧氣，通入惰性氣體時間不能少于5min。
5.根據權利要求I所述的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡材料的制備方法，其特征是蘇丹紅為蘇丹紅I、蘇丹紅II、蘇丹紅III、蘇丹紅IV。
6.根據權利要求I制備的葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡材料對蘇丹紅分子選擇性吸附分離的應用。
全文摘要
本發明公開了一種葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料的制備方法及其在食品分析中對蘇丹紅分子選擇性吸附分離的應用。該方法以葡聚糖凝膠為支持體，在其表面修飾上蘇丹紅分子印跡聚合物。主要技術特征是按一定的比例加入蘇丹紅、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二異丁腈、巰基葡聚糖凝膠，在乙腈介質中，惰性氣除去氧，恒溫反應，過濾洗滌。用0.4mol/L～0.8mol/L的鹽酸乙醇溶液索氏萃取8～12h，除去蘇丹紅模板分子，洗滌干燥既得葡聚糖凝膠表面蘇丹紅分子印跡吸附材料。該材料對蘇丹紅分子具有特異的識別能力，選擇性高，吸附速度快，解吸性能好，可生物降解，工藝簡單，具有再生能力，并具有環境友好等優點。
文檔編號C08F251/00GK102827327SQ20121034434
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者李慧芝, 許崇娟, 盧燕, 楊春霞, 賈欣峰 申請人:濟南大學