分子印迹聚合物增强织物相吸附萃取-高效液相色谱-二极管阵列检测高选择性分离环境水中双酚A的首次报道

《Journal of Chromatography A》:First report of molecularly imprinted polymer-enhanced fabric phase sorptive extraction for highly selective isolation of bisphenol A from environmental waters prior to high-performance liquid chromatography analysis with diode array detection

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月01日 来源:Journal of Chromatography A 4.0

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  研究人员首次报道了分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer, MIP)功能化的织物相吸附萃取(Fabric Phase Sorptive Extraction, FPSE)用于选择性提取双酚A(Bisphenol A, BPA

  
研究人员首次报道了分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer, MIP)功能化的织物相吸附萃取(Fabric Phase Sorptive Extraction, FPSE)用于选择性提取双酚A(Bisphenol A, BPA);高选择性的MIP-FPSE膜对BPA的印迹因子为6.78;该提取装置简单且可重复使用,能够高效萃取BPA。
双酚A(Bisphenol A, BPA)是一种典型的内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemical, EDC),广泛用于聚碳酸酯塑料、环氧树脂等工业材料的生产,并可通过食物链或接触迁移进入人体,引发生殖毒性、代谢紊乱等多种健康风险。因此,开发快速、灵敏、选择性强的环境水样中BPA检测方法具有重要意义。目前常用的样品前处理技术如固相萃取(Solid Phase Extraction, SPE)和固相微萃取(Solid Phase Microextraction, SPME)各有局限,而织物相吸附萃取(Fabric Phase Sorptive Extraction, FPSE)结合了两者优点,绿色高效,但传统FPSE膜主要依赖非选择性物理化学吸附,易受基质干扰。分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer, MIP)具有高特异性识别能力,但将其与FPSE膜整合用于BPA选择性萃取的研究尚未见报道。为此,研究人员开发了一种MIP功能化FPSE膜(MIP-FPSE)结合高效液相色谱-二极管阵列检测(High-Performance Liquid Chromatography with Diode Array Detection, HPLC-DAD)的新方法,用于环境水样中BPA的测定,并发表于《Journal of Chromatography A》。

研究人员首先采用溶胶-凝胶法,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-APTES)和苯基三乙氧基硅烷(PheTES)为功能单体,BPA为模板,四甲氧基硅烷(TMOS)为交联剂,在纤维素织物表面制备BPA印迹涂层,并通过加速溶剂萃取(Accelerated Solvent Extraction, ASE)在150℃、11.0 MPa下高效去除模板。随后采用单变量优化(One-Variable-at-a-Time, OVAT)确定最佳萃取条件:样品pH为中性,萃取搅拌时间20 min,搅拌速度300 rpm,洗脱溶剂为甲醇和乙腈混合液(50:50, v/v),洗脱时间30 s,洗脱体积1 mL,盐添加量15% w/v NaCl。方法在0.025–5.0 mg/L范围内呈良好线性(R2=0.9990),检出限(Limit of Detection, LOD)为0.008 mg/L,定量限(Limit of Quantification, LOQ)为0.025 mg/L;日内和日间回收率分别为93.6%–97.1%和92.7%–94.1%,相对标准偏差分别低于4.1%和6.8%。选择性实验中,MIP-FPSE膜对BPA的印迹因子(Imprinting Factor, IF)最高达6.78,显著优于其结构类似物。绿色评估中,BAGI评分70.0,ComplexMoGAPI评分80,表明方法具有良好的实用性和环境友好性。最后,研究人员将方法应用于希腊北部两个河流和两个湖泊采集的4个环境水样,均未检出BPA,加标回收率为91.8%–97.4%,证明基质干扰很小。

以下按论文主体小标题顺序总结关键结果:

**3.1 BPA印迹FPSE膜的合成**
研究人员采用酸催化水解与碱催化缩合相结合的两步溶胶-凝胶反应,并通过自制辊涂装置将溶胶均匀涂覆于纤维素织物上,形成具有多孔网络结构和良好机械完整性的MIP涂层。该方法可精确控制膜层厚度,确保印迹位点的有效形成。

**3.2 使用加速溶剂萃取去除模板**
与传统的索氏提取相比,ASE在高温高压下可快速渗透MIP基质,彻底去除BPA模板,避免模板渗漏影响分析准确性。实验选用150℃、11.0 MPa,静态萃取10 min,重复3次,实现了模板的充分去除。

**3.3 溶胶-凝胶BPA印迹和非印迹聚合物及FPSE膜的表征**
**3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)**
FT-IR谱图显示,最终BPA印迹聚合物中同时存在四甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷的特征吸收峰,证实三种前驱体成功交联整合进聚合物网络。

**3.3.2 膜的形态特征**
扫描电子显微镜(SEM)观察表明,未涂覆的纤维素微纤丝表面平整光滑;经溶胶-凝胶涂覆后,膜表面呈现微粒状MIP分布,但因溶胶-凝胶固化收缩,涂层出现细微裂纹,但不影响整体萃取性能。

**3.3.3 MIP-FPSE膜对BPA的选择性**
通过BPA与结构类似物(BPS、BPF、BPE、BPB、BPC)的竞争吸附实验,计算
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