离子液体增强型磁性分子印迹聚合物结合超高效液相色谱技术用于多种食品基质中苯并咪唑类化合物的高灵敏度检测

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Journal of Chromatography A 3.8

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  为解决复杂食品基质中痕量苯并咪唑类(BZDs)污染物检测难题,研究人员开发了基于离子液体磁性分子印迹聚合物(IL-MMIPs)的磁固相萃取-超高效液相色谱(UHPLC)联用技术。该研究以1-乙烯基-3-氨甲基咪唑氯盐([VAFMIM]Cl-IL)为功能单体,构建了具有多重相互作用位点的吸附材料,实现了6种BZDs的高选择性富集(印迹因子3.77-4.41),检测限低至1.5-10.0 μg/kg,成功应用于猪肉、牛奶等实际样品检测,为食品安全监管提供了新方法。

  

在食品安全领域,苯并咪唑类(BZDs)化合物作为广谱抗真菌剂和兽药被广泛使用,但其残留可能通过食物链进入人体,引发贫血、肺水肿等健康风险。尽管欧盟和中国设定了10-15,000 μg/kg的残留限量标准,但复杂食品基质干扰和痕量检测需求(如葡萄中检出533 μg/kg噻菌灵)仍是重大挑战。传统检测方法如液相色谱-质谱(LC-MS)虽灵敏,但前处理步骤繁琐,而常规固相萃取材料又缺乏选择性。

针对这一难题,国内研究人员创新性地将离子液体(ILs)的特性与分子印迹技术(MIT)相结合,开发出新型离子液体磁性分子印迹聚合物(IL-MMIPs)。该材料以Fe3O4@SiO2为磁核,采用表面印迹技术,以2-氨基苯并咪唑(2-AB)为虚拟模板,特别设计合成的[VAFMIM]Cl-IL功能单体可通过π-π堆积、氢键、静电作用等五种相互作用协同识别目标物。研究通过系统优化KH570硅烷化程度等参数,使材料对6种BZDs的吸附容量达18.26 mg/g,印迹因子最高达4.41,显著优于传统MIPs。

关键技术包括:1)表面印迹法制备IL-MMIPs;2)超高效液相色谱(UHPLC)条件优化;3)实际样品(猪肉、牛奶等)基质效应评估。研究通过吸附动力学和等温线验证了材料符合Langmuir模型,X射线光电子能谱(XPS)证实了ILs与BZDs的氮原子配位作用。

主要研究结果

  1. 材料表征:透射电镜显示IL-MMIPs具有12 nm印迹层,比表面积达198.6 m2/g,饱和磁化强度31.5 emu/g确保快速磁分离。
  2. 选择性实验:在氟苯尼考等干扰物存在下,IL-MMIPs对BZDs的吸附量仍保持85%以上,证明其特异性。
  3. 方法验证:建立的方法定量限为1.5 μg/kg(TBZ)-10.0 μg/kg(FLZ),加标回收率85.1%-103.6%,RSD<6.2%。

结论与意义
该研究突破传统MIPs在极性基质中氢键易被破坏的局限,通过ILs引入多重作用力,使材料在葡萄等高含水样品中仍保持优异性能。实际检测发现鸡蛋(79 μg/kg)和葡萄(533 μg/kg)存在TBZ残留,但均低于欧盟标准。该方法已满足中国GB 2763-2021和欧盟EU 37/2010标准要求,为跨物种食品基质检测提供普适性方案。论文发表于《Journal of Chromatography A》,为功能性吸附材料设计提供了新思路——通过理性设计ILs结构可拓展至其他极性污染物检测领域。

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