29種磺酰脲類農(nóng)藥分子印跡聚合物制備及檢測方法的創(chuàng)新研究一、緒論1.1研究背景在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進程中，為了有效控制雜草生長，保障農(nóng)作物的健康發(fā)育，各類農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用。其中，磺酰脲類農(nóng)藥作為一類重要的除草劑，自20世紀80年代問世以來，憑借其獨特的優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。這類農(nóng)藥具有超高的生物活性，只需少量使用就能發(fā)揮顯著的除草效果，這不僅降低了農(nóng)藥的使用量，減少了成本，還在一定程度上降低了對環(huán)境的潛在影響。同時，其選擇性強，能夠精準地針對雜草發(fā)揮作用，而對農(nóng)作物的傷害較小，從而保障了農(nóng)作物的正常生長。此外，磺酰脲類農(nóng)藥的殺草譜廣，能有效防除多種一年生或多年生雜草，尤其是闊葉雜草，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有力的支持。然而，隨著磺酰脲類農(nóng)藥的大量使用，其帶來的殘留污染問題也日益凸顯。這類農(nóng)藥在土壤中的殘留時間較長，部分品種甚至可殘留數(shù)年之久。殘留的農(nóng)藥會對土壤生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，影響土壤中微生物的活性和群落結(jié)構(gòu)，進而干擾土壤的正常功能，如養(yǎng)分循環(huán)和土壤結(jié)構(gòu)的維持。此外，殘留的磺酰脲類農(nóng)藥還可能通過淋溶等方式進入地下水，造成水體污染，威脅到飲用水的安全。在農(nóng)作物方面，即使是微量的農(nóng)藥殘留，也可能對后茬敏感作物產(chǎn)生藥害，影響作物的發(fā)芽、生長和發(fā)育，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。更為重要的是，人類長期食用含有磺酰脲類農(nóng)藥殘留的農(nóng)產(chǎn)品，可能會對身體健康造成潛在危害，如影響內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等，增加患病風(fēng)險。為了保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境健康，對磺酰脲類農(nóng)藥殘留進行準確、快速的檢測顯得尤為重要。傳統(tǒng)的檢測方法如氣相色譜法、液相色譜法等，雖然具有較高的準確性和靈敏度，但存在樣品前處理復(fù)雜、分析時間長、設(shè)備昂貴等缺點，難以滿足快速檢測的需求。因此，開發(fā)一種高效、簡便、快速的磺酰脲類農(nóng)藥檢測方法具有重要的現(xiàn)實意義。分子印跡技術(shù)作為一種新型的分子識別技術(shù)，具有特異性高、穩(wěn)定性好、可重復(fù)使用等優(yōu)點，為磺酰脲類農(nóng)藥的檢測提供了新的思路和方法。1.2磺酰脲類除草劑檢測技術(shù)研究進展1.2.1磺酰脲類除草劑限量標準現(xiàn)狀在全球范圍內(nèi)，各國針對磺酰脲類除草劑在農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境中的殘留問題，制定了嚴格的限量標準，旨在保障食品安全和生態(tài)環(huán)境的健康。美國作為農(nóng)業(yè)大國，對多種磺酰脲類除草劑在不同農(nóng)產(chǎn)品中的殘留限量進行了細致規(guī)定。以玉米為例，氯磺隆的最大殘留限量被設(shè)定為0.05mg/kg，甲磺隆則為0.02mg/kg。這些標準的制定，是基于對長期食用含有農(nóng)藥殘留農(nóng)產(chǎn)品可能對人體健康產(chǎn)生潛在危害的深入研究，以及對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的考量。在歐盟，其食品安全標準以嚴格著稱，對磺酰脲類除草劑的監(jiān)管同樣毫不松懈。在水果和蔬菜領(lǐng)域，嘧磺隆的殘留限量通常被控制在0.01mg/kg以下，這一標準體現(xiàn)了歐盟對食品安全的高度重視，力求為消費者提供最為安全的食品。在中國，隨著對食品安全和環(huán)境保護的關(guān)注度不斷提高，也逐步建立并完善了磺酰脲類除草劑的殘留限量標準體系。在國家標準GB2763-2021《食品安全國家標準食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中，對多種磺酰脲類除草劑在各類農(nóng)產(chǎn)品中的殘留限量做出了明確規(guī)定。例如，在大米中，芐嘧磺隆的最大殘留限量為0.05mg/kg，這一標準的制定，綜合考慮了我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況、農(nóng)產(chǎn)品的消費結(jié)構(gòu)以及人體對農(nóng)藥殘留的耐受程度等多方面因素。同時，我國還針對不同環(huán)境介質(zhì)，如土壤和水體，制定了相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標準，以限制磺酰脲類除草劑的殘留水平，防止其對土壤生態(tài)系統(tǒng)和水體環(huán)境造成污染。1.2.2磺酰脲類除草劑檢測方法及存在問題目前，磺酰脲類除草劑的檢測方法種類繁多，每種方法都有其獨特的原理、優(yōu)勢和局限性。其中，液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法（LC-MS/MS）憑借其卓越的分離能力和高靈敏度，成為了檢測磺酰脲類除草劑的常用方法之一。該方法的原理是利用液相色譜將樣品中的各種成分進行分離，然后通過質(zhì)譜對分離后的化合物進行精確的定性和定量分析。在實際應(yīng)用中，LC-MS/MS展現(xiàn)出了極高的靈敏度，能夠檢測到極低濃度的磺酰脲類除草劑殘留，其檢測限可達μg/kg甚至更低的水平。同時，該方法的選擇性強，能夠準確地區(qū)分不同結(jié)構(gòu)的磺酰脲類除草劑，有效避免了其他雜質(zhì)的干擾，從而保證了檢測結(jié)果的準確性。然而，LC-MS/MS也存在一些明顯的缺點。首先，其設(shè)備價格昂貴，一臺先進的LC-MS/MS儀器價值可達數(shù)百萬人民幣，這對于許多小型檢測機構(gòu)和實驗室來說，是一筆難以承受的巨大開支。其次，該方法的操作過程極為復(fù)雜，需要專業(yè)的技術(shù)人員進行操作和維護。操作人員不僅需要具備扎實的化學(xué)知識，還需要熟練掌握儀器的操作技能和數(shù)據(jù)分析方法。此外，樣品前處理過程也較為繁瑣，通常需要經(jīng)過提取、凈化、濃縮等多個步驟，這些步驟不僅耗時費力，而且容易引入誤差，影響檢測結(jié)果的可靠性。氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）也是一種常用的檢測方法，它主要適用于揮發(fā)性較強的磺酰脲類除草劑的檢測。GC-MS的原理是利用氣相色譜將樣品中的揮發(fā)性成分分離出來，然后通過質(zhì)譜進行檢測和分析。該方法具有分析速度快、分離效率高的優(yōu)點，能夠在較短的時間內(nèi)對多個樣品進行檢測。同時，GC-MS的靈敏度也較高，能夠滿足大部分檢測需求。但是，由于磺酰脲類除草劑的揮發(fā)性較低，且具有熱不穩(wěn)定性，在進行GC-MS分析時，往往需要先對樣品進行化學(xué)衍生處理，將其轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)和熱穩(wěn)定的化合物。這一衍生化過程不僅增加了檢測的復(fù)雜性和成本，還對實驗條件要求較高，操作過程中稍有不慎就可能導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，影響檢測結(jié)果的準確性。免疫分析法作為一種基于抗原-抗體特異性結(jié)合原理的檢測方法，具有操作簡便、分析速度快的特點。在免疫分析法中，通常使用特異性抗體來識別和結(jié)合磺酰脲類除草劑，然后通過標記物的信號變化來實現(xiàn)對除草劑的定量檢測。該方法不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，只需要簡單的檢測試劑和儀器，如酶標儀等，就可以進行快速檢測。因此，免疫分析法特別適用于現(xiàn)場快速檢測和大量樣品的篩查。然而，免疫分析法的靈敏度相對較低，對于低濃度的磺酰脲類除草劑殘留檢測效果不佳。此外，該方法的特異性較強，一種抗體通常只能檢測一種或少數(shù)幾種結(jié)構(gòu)相似的除草劑，對于復(fù)雜樣品中多種磺酰脲類除草劑的同時檢測存在一定的局限性。1.2.329種磺酰脲類除草劑的結(jié)構(gòu)式及特性本研究聚焦的29種磺酰脲類除草劑，各自擁有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，這些結(jié)構(gòu)上的差異直接決定了它們在理化性質(zhì)、作用機制以及應(yīng)用場景等方面的特性。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看，它們都包含磺酰脲橋這一核心結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是連接芳環(huán)和含氮雜環(huán)的關(guān)鍵橋梁，其穩(wěn)定性和反應(yīng)活性對除草劑的性能有著重要影響。同時，不同除草劑在芳環(huán)和含氮雜環(huán)上的取代基各不相同，這些取代基的種類、位置和數(shù)量的變化，賦予了每種除草劑獨特的化學(xué)性質(zhì)和生物活性。在理化性質(zhì)方面，這些磺酰脲類除草劑大多為白色或淡黃色固體，具有較低的揮發(fā)性，這使得它們在環(huán)境中的穩(wěn)定性相對較高，但也增加了其在土壤和水體中的殘留風(fēng)險。它們的溶解性因結(jié)構(gòu)而異，部分除草劑在水中的溶解度較低，而在有機溶劑中的溶解度相對較高。此外，磺酰脲類除草劑的化學(xué)性質(zhì)相對不穩(wěn)定，在酸堿條件下容易發(fā)生水解反應(yīng)，在光照和高溫條件下也可能發(fā)生分解，這些因素都需要在實際應(yīng)用和檢測過程中加以考慮。作用機制上，磺酰脲類除草劑主要通過抑制植物體內(nèi)的乙酰乳酸合成酶（ALS）的活性來發(fā)揮除草作用。ALS是植物支鏈氨基酸合成過程中的關(guān)鍵酶，它催化丙酮酸和α-酮丁酸轉(zhuǎn)化為乙酰乳酸，進而合成亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸等支鏈氨基酸?；酋ｋ孱惓輨┡cALS的活性位點緊密結(jié)合，抑制了酶的活性，從而阻斷了支鏈氨基酸的合成。由于支鏈氨基酸對于植物的生長和發(fā)育至關(guān)重要，缺乏這些氨基酸會導(dǎo)致植物細胞無法正常分裂和生長，最終使雜草因代謝紊亂而死亡。不同結(jié)構(gòu)的磺酰脲類除草劑對ALS的親和力和抑制效果存在差異，這也導(dǎo)致了它們在除草活性和選擇性上的不同。在應(yīng)用場景上，這29種磺酰脲類除草劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、果園、林地等多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場景，用于防除闊葉雜草和部分禾本科雜草。例如，甲磺隆具有廣譜的除草活性，能夠有效防除多種一年生和多年生闊葉雜草，在小麥、油菜等作物田中應(yīng)用較為廣泛；氯磺隆則對一些惡性雜草如播娘蒿、薺菜等具有較強的抑制作用，常用于麥田除草；芐嘧磺隆對水稻田中的闊葉雜草和莎草科雜草有特效，是水稻田常用的除草劑之一。不同的磺酰脲類除草劑在適用作物、使用劑量、施藥時間和方法等方面都有具體的要求，合理選擇和使用這些除草劑，對于提高除草效果、保障農(nóng)作物安全以及減少環(huán)境污染具有重要意義。1.3分子印跡技術(shù)1.3.1分子印跡聚合物分子印跡聚合物（MolecularlyImprintedPolymers，MIPs）是一類具有特異性識別和選擇性吸附能力的新型高分子材料，其制備過程模擬了生物體系中抗體與抗原之間的特異性結(jié)合原理。在分子印跡技術(shù)中，首先將目標分子（即模板分子，TemplateMolecule）與功能單體（FunctionalMonomer）在特定的溶劑中混合，模板分子與功能單體通過共價鍵、氫鍵、離子鍵、范德華力等相互作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物。隨后，加入交聯(lián)劑（Cross-linker），在引發(fā)劑的作用下，功能單體與交聯(lián)劑發(fā)生聚合反應(yīng)，圍繞模板分子形成高度交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)。聚合反應(yīng)完成后，通過適當(dāng)?shù)姆椒▽⒛０宸肿訌木酆衔镏邢疵撊コ?，此時聚合物內(nèi)部便形成了與模板分子空間結(jié)構(gòu)互補、具有多重作用位點的空穴。這些空穴對模板分子及其結(jié)構(gòu)類似物具有高度的特異性識別能力，就如同鎖與鑰匙的關(guān)系一般，能夠精準地識別和結(jié)合目標分子。分子印跡聚合物對目標分子的特異性識別和選擇性吸附原理主要基于其內(nèi)部空穴的特殊結(jié)構(gòu)和功能基團的分布?？昭ǖ男螤?、大小和功能基團的排列與模板分子完全匹配，當(dāng)目標分子進入聚合物的空穴時，兩者之間的相互作用能夠使目標分子穩(wěn)定地結(jié)合在空穴中，而其他結(jié)構(gòu)不匹配的分子則難以進入或結(jié)合較弱。這種特異性識別能力使得分子印跡聚合物在復(fù)雜樣品的分離、分析和檢測中具有獨特的優(yōu)勢，能夠有效地排除干擾物質(zhì)的影響，提高檢測的準確性和靈敏度。例如，在環(huán)境樣品中檢測磺酰脲類農(nóng)藥殘留時，分子印跡聚合物能夠特異性地識別和吸附磺酰脲類農(nóng)藥分子，而對樣品中的其他雜質(zhì)如腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)等幾乎不吸附，從而實現(xiàn)對磺酰脲類農(nóng)藥的高效分離和富集。1.3.2分子印跡聚合物的制備原理及制備過程分子印跡聚合物的制備原理基于分子識別和聚合物網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的協(xié)同作用。模板分子作為目標分子的“模板”，決定了最終聚合物中特異性結(jié)合位點的形狀和結(jié)構(gòu)。功能單體則是構(gòu)建聚合物網(wǎng)絡(luò)的基本單元，其分子結(jié)構(gòu)中含有能夠與模板分子發(fā)生相互作用的官能團，如羧基（-COOH）、氨基（-NH?）、羥基（-OH）等。在制備過程中，模板分子與功能單體首先通過分子間的相互作用形成主客體復(fù)合物，這種相互作用可以是共價鍵、非共價鍵或兩者的結(jié)合。共價鍵作用具有較高的穩(wěn)定性和特異性，但印跡過程較為復(fù)雜，需要使用特殊的化學(xué)反應(yīng)來形成和斷裂共價鍵；非共價鍵作用則更為常見，包括氫鍵、離子鍵、范德華力和疏水作用等，其優(yōu)點是印跡過程簡單、易于操作，且能夠在溫和的條件下進行。交聯(lián)劑在分子印跡聚合物的制備中起著至關(guān)重要的作用，它能夠?qū)⒐δ軉误w連接在一起，形成三維的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而固定模板分子與功能單體之間的相互作用位點，使聚合物具有良好的穩(wěn)定性和機械強度。常用的交聯(lián)劑有乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）、二乙烯基苯（DVB）等，它們含有多個可聚合的雙鍵，能夠在引發(fā)劑的作用下與功能單體發(fā)生聚合反應(yīng)，形成高度交聯(lián)的聚合物。引發(fā)劑則用于引發(fā)聚合反應(yīng)，常見的引發(fā)劑有偶氮二異丁腈（AIBN）、過硫酸銨（APS）等，它們在一定的條件下能夠分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)功能單體和交聯(lián)劑的聚合。分子印跡聚合物的制備過程通常包括以下幾個關(guān)鍵步驟：首先是模板分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的混合，將這些物質(zhì)按照一定的比例溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，形成均勻的混合溶液。溶劑的選擇對聚合反應(yīng)和分子印跡效果有重要影響，它不僅要能夠溶解各反應(yīng)組分，還要能夠調(diào)節(jié)模板分子與功能單體之間的相互作用。例如，在非共價印跡體系中，常用的溶劑有氯仿、甲苯、乙腈等，這些溶劑能夠削弱分子間的非共價相互作用，有利于模板分子與功能單體的結(jié)合和聚合物的形成。然后是聚合反應(yīng)的進行，將混合溶液置于一定的溫度和光照條件下，引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)功能單體和交聯(lián)劑的聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)可以采用多種方法，如本體聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法等，不同的聚合方法會影響聚合物的形態(tài)、粒徑和性能。例如，本體聚合法制備的聚合物通常是塊狀的，需要經(jīng)過粉碎和篩分等后處理才能得到合適粒徑的顆粒；溶液聚合法則可以得到均勻的溶液，便于后續(xù)的處理和應(yīng)用；懸浮聚合法和乳液聚合法能夠制備出粒徑均勻的微球，在某些應(yīng)用中具有優(yōu)勢。最后是模板分子的洗脫，聚合反應(yīng)完成后，需要將模板分子從聚合物中洗脫去除，以形成具有特異性結(jié)合位點的分子印跡聚合物。洗脫過程可以使用各種溶劑或溶劑組合，如甲醇-乙酸混合溶液、乙醇-鹽酸混合溶液等，通過多次洗滌和離心等操作，確保模板分子被完全洗脫，同時保持聚合物的結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定。1.3.3磺酰脲類分子印跡聚合物的研究進展近年來，磺酰脲類分子印跡聚合物在國內(nèi)外的研究取得了顯著進展，眾多科研工作者致力于提高其性能和拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。在合成方法上，不斷有新的技術(shù)和策略被提出。例如，表面分子印跡技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，該技術(shù)通過在載體表面進行分子印跡聚合，使識別位點暴露在聚合物表面，有效提高了模板分子的洗脫效率和結(jié)合位點的可及性。與傳統(tǒng)的本體聚合法相比，表面分子印跡技術(shù)制備的磺酰脲類分子印跡聚合物對目標分子的吸附速度更快，吸附容量更高。如某研究團隊采用表面分子印跡技術(shù)，以納米二氧化硅為載體，成功制備了對氯磺隆具有高選擇性的分子印跡聚合物，其對氯磺隆的吸附容量比傳統(tǒng)方法制備的聚合物提高了30%以上。在材料的性能優(yōu)化方面，研究人員通過對功能單體、交聯(lián)劑和溶劑等反應(yīng)條件的精細調(diào)控，不斷提升磺酰脲類分子印跡聚合物的特異性識別能力和吸附性能。例如，選擇合適的功能單體與磺酰脲類除草劑的結(jié)構(gòu)進行互補設(shè)計，能夠增強兩者之間的相互作用，從而提高聚合物的選擇性。有研究通過分子模擬技術(shù)篩選出與甲磺隆結(jié)構(gòu)匹配度高的功能單體，制備的分子印跡聚合物對甲磺隆的選擇性因子比傳統(tǒng)單體提高了2倍以上。同時，新型交聯(lián)劑和致孔劑的開發(fā)也為改善聚合物的結(jié)構(gòu)和性能提供了新的途徑。一些具有特殊結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑能夠形成更加穩(wěn)定和有序的聚合物網(wǎng)絡(luò)，提高聚合物的機械強度和穩(wěn)定性；而致孔劑的合理使用則可以調(diào)節(jié)聚合物的孔徑大小和孔隙率，增加結(jié)合位點的數(shù)量和可及性，從而提高聚合物的吸附性能。在應(yīng)用領(lǐng)域，磺酰脲類分子印跡聚合物已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢測和樣品前處理等多個方面。在環(huán)境監(jiān)測中，它可用于水樣、土壤樣品中磺酰脲類除草劑殘留的快速檢測和富集。如利用分子印跡固相萃取技術(shù)，將磺酰脲類分子印跡聚合物作為固相萃取劑，能夠高效地從環(huán)境水樣中富集痕量的磺酰脲類除草劑，結(jié)合高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，可實現(xiàn)對其準確的定量分析，檢測限可達ng/L級別。在食品安全檢測領(lǐng)域，磺酰脲類分子印跡聚合物可用于農(nóng)產(chǎn)品、食品中農(nóng)藥殘留的檢測，有效提高檢測的靈敏度和準確性，保障食品安全。此外，在樣品前處理過程中，分子印跡聚合物能夠快速、高效地分離和富集目標分析物，簡化樣品處理步驟，提高分析效率，為后續(xù)的檢測分析提供了有力支持。隨著科技的不斷進步，磺酰脲類分子印跡聚合物的研究呈現(xiàn)出智能化、集成化和多功能化的發(fā)展趨勢。智能化方面，結(jié)合傳感器技術(shù)和人工智能算法，開發(fā)具有智能響應(yīng)和自動檢測功能的分子印跡傳感器，實現(xiàn)對磺酰脲類除草劑的實時、在線監(jiān)測。集成化則體現(xiàn)在將分子印跡技術(shù)與其他分離分析技術(shù)進行集成，構(gòu)建一體化的分析檢測平臺，提高分析效率和準確性。多功能化方面，通過對分子印跡聚合物進行修飾和改性，使其具備多種功能，如同時檢測多種磺酰脲類除草劑、去除環(huán)境中的污染物等。未來，磺酰脲類分子印跡聚合物有望在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用，為解決磺酰脲類農(nóng)藥殘留問題提供更加有效的技術(shù)手段。1.4磁性納米分子印跡技術(shù)磁性納米分子印跡技術(shù)是在傳統(tǒng)分子印跡技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入磁性納米材料而發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，它巧妙地將分子印跡聚合物的高特異性識別能力與磁性納米粒子的獨特磁響應(yīng)特性相結(jié)合。在該技術(shù)中，通常以四氧化三鐵（Fe?O?）等磁性納米粒子作為核心，通過表面修飾等方法，將其與分子印跡聚合物進行復(fù)合。Fe?O?納米粒子因其制備方法相對簡單，能夠通過共沉淀法、熱分解法、水熱法等多種方法制備，且制備過程易于控制，可精確調(diào)控粒子的尺寸和形貌。同時，它具有良好的生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境檢測等領(lǐng)域應(yīng)用時，不會對生物體系和環(huán)境造成明顯的不良影響。此外，F(xiàn)e?O?納米粒子的磁性能優(yōu)異，在外加磁場的作用下能夠迅速響應(yīng)，實現(xiàn)快速分離，為后續(xù)的分析檢測提供了極大的便利。在制備磁性納米分子印跡聚合物時，首先需要對磁性納米粒子進行功能化修飾，使其表面帶有能夠與功能單體發(fā)生反應(yīng)的活性基團，如氨基（-NH?）、羧基（-COOH）等。這些活性基團的引入，為后續(xù)分子印跡聚合物的合成提供了連接位點，確保磁性納米粒子能夠與分子印跡聚合物緊密結(jié)合。然后，按照傳統(tǒng)分子印跡技術(shù)的方法，將模板分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑等在適當(dāng)?shù)娜軇┲谢旌?，在磁性納米粒子表面進行聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)完成后，通過洗脫等方法去除模板分子，在磁性納米分子印跡聚合物表面和內(nèi)部形成與模板分子互補的特異性結(jié)合位點。磁性納米分子印跡技術(shù)具有諸多顯著優(yōu)勢，使其在分析檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特的應(yīng)用價值。首先，其分離過程極為簡便高效。在傳統(tǒng)的分子印跡技術(shù)中，分離分子印跡聚合物與樣品溶液往往需要經(jīng)過離心、過濾等繁瑣的操作步驟，這些操作不僅耗時費力，而且在處理大量樣品時效率低下。而磁性納米分子印跡聚合物只需在外加磁場的作用下，就能快速地從樣品溶液中分離出來，大大縮短了分離時間，提高了檢測效率。例如，在對水樣中的磺酰脲類農(nóng)藥進行檢測時，使用磁性納米分子印跡聚合物作為吸附劑，只需將其加入水樣中進行吸附，然后通過外加磁場，就能在數(shù)分鐘內(nèi)實現(xiàn)與水樣的分離，而傳統(tǒng)方法可能需要數(shù)十分鐘甚至更長時間。其次，該技術(shù)能夠有效提高檢測的靈敏度。磁性納米分子印跡聚合物具有較大的比表面積，能夠提供更多的特異性結(jié)合位點，從而增加對目標分子的吸附量。更多的目標分子被吸附到聚合物上，使得在后續(xù)的檢測過程中能夠產(chǎn)生更強的信號，進而提高檢測的靈敏度。有研究表明，使用磁性納米分子印跡技術(shù)檢測土壤中的痕量磺酰脲類農(nóng)藥時，其檢測限比傳統(tǒng)檢測方法降低了一個數(shù)量級以上，能夠檢測到更低濃度的農(nóng)藥殘留，為環(huán)境監(jiān)測和食品安全檢測提供了更有力的技術(shù)支持。此外，磁性納米分子印跡技術(shù)還具有良好的可重復(fù)使用性。通過適當(dāng)?shù)南疵摵驮偕幚?，磁性納米分子印跡聚合物可以多次重復(fù)使用，降低了檢測成本。在實際應(yīng)用中，經(jīng)過多次使用后，其對目標分子的吸附性能和選擇性仍然能夠保持在較高水平，保證了檢測結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。同時，該技術(shù)還能夠與其他分析技術(shù)，如高效液相色譜、質(zhì)譜等進行聯(lián)用，進一步提高檢測的準確性和分析能力，實現(xiàn)對復(fù)雜樣品中目標分子的快速、準確檢測。1.5研究目的和研究內(nèi)容1.5.1研究的目的和意義本研究旨在制備對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有特異性識別能力的分子印跡聚合物，并建立基于該聚合物的高效檢測方法。通過優(yōu)化分子印跡聚合物的制備條件，提高其對目標農(nóng)藥的吸附性能和選擇性，實現(xiàn)對復(fù)雜樣品中痕量磺酰脲類農(nóng)藥的快速、準確檢測。這一研究對于解決當(dāng)前磺酰脲類農(nóng)藥殘留檢測中存在的問題，如傳統(tǒng)檢測方法的局限性、檢測靈敏度和選擇性不足等，具有重要的實際意義。從食品安全角度來看，磺酰脲類農(nóng)藥殘留問題嚴重威脅著人們的身體健康。長期攝入含有農(nóng)藥殘留的農(nóng)產(chǎn)品，可能會導(dǎo)致人體內(nèi)分泌失調(diào)、神經(jīng)系統(tǒng)受損等健康問題。因此，建立一種高效、準確的磺酰脲類農(nóng)藥檢測方法，對于保障食品安全、保護消費者的健康具有至關(guān)重要的作用。通過本研究制備的分子印跡聚合物及檢測方法，可以快速、準確地檢測農(nóng)產(chǎn)品中的磺酰脲類農(nóng)藥殘留，為食品安全監(jiān)管提供有力的技術(shù)支持，確保消費者能夠食用到安全、無污染的農(nóng)產(chǎn)品。在環(huán)境監(jiān)測方面，磺酰脲類農(nóng)藥在土壤和水體中的殘留會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。土壤中的殘留農(nóng)藥可能會影響土壤微生物的活性和群落結(jié)構(gòu)，進而影響土壤的肥力和生態(tài)功能；水體中的殘留農(nóng)藥則可能會對水生生物造成毒害，破壞水生態(tài)系統(tǒng)的平衡。本研究的成果有助于實現(xiàn)對環(huán)境樣品中磺酰脲類農(nóng)藥殘留的快速檢測和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥污染問題，采取有效的治理措施，保護生態(tài)環(huán)境的健康和穩(wěn)定。此外，本研究對于推動分子印跡技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展也具有重要的理論意義。通過深入研究分子印跡聚合物的制備原理和性能優(yōu)化方法，為開發(fā)更多高效、特異的分子印跡材料提供了理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗，促進了分子印跡技術(shù)在分析化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品安全等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。1.5.2研究內(nèi)容和技術(shù)路線本研究的具體內(nèi)容主要包括以下幾個方面：首先是分子印跡聚合物的制備，以29種磺酰脲類農(nóng)藥中的一種或多種為模板分子，選擇合適的功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，通過本體聚合法、沉淀聚合法等方法制備分子印跡聚合物，并對制備條件進行優(yōu)化，如單體與模板分子的比例、交聯(lián)劑的用量、聚合溫度和時間等，以獲得具有良好吸附性能和選擇性的分子印跡聚合物。其次是分子印跡聚合物的性能表征，采用掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、熱重分析（TGA）等技術(shù)對分子印跡聚合物的結(jié)構(gòu)、形貌、化學(xué)組成和熱穩(wěn)定性進行表征，同時通過吸附實驗、選擇性實驗等方法研究其對29種磺酰脲類農(nóng)藥的吸附性能和選擇性，確定其吸附容量、吸附動力學(xué)和選擇性因子等參數(shù)。然后是檢測方法的建立，將制備的分子印跡聚合物應(yīng)用于固相萃取、傳感器等檢測技術(shù)中，結(jié)合高效液相色譜（HPLC）、質(zhì)譜（MS）等分析方法，建立基于分子印跡聚合物的29種磺酰脲類農(nóng)藥的檢測方法，并對檢測方法的性能進行評價，包括檢測限、定量限、回收率、精密度等指標，確保檢測方法的準確性和可靠性。最后是實際樣品的檢測應(yīng)用，利用建立的檢測方法對實際的農(nóng)產(chǎn)品、土壤、水樣等樣品中的29種磺酰脲類農(nóng)藥殘留進行檢測，驗證檢測方法的實際應(yīng)用效果，同時分析實際樣品中可能存在的干擾因素，進一步優(yōu)化檢測方法，提高其在復(fù)雜樣品中的檢測能力。本研究的技術(shù)路線如圖1-1所示：首先進行文獻調(diào)研，了解磺酰脲類農(nóng)藥的研究現(xiàn)狀和分子印跡技術(shù)的應(yīng)用進展，確定研究方案和技術(shù)路線。然后進行分子印跡聚合物的制備實驗，根據(jù)實驗結(jié)果優(yōu)化制備條件，得到性能優(yōu)良的分子印跡聚合物。接著對聚合物進行性能表征，通過各種分析測試手段確定其結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，建立基于分子印跡聚合物的檢測方法，并對檢測方法進行優(yōu)化和驗證。最后將檢測方法應(yīng)用于實際樣品的檢測，對檢測結(jié)果進行分析和總結(jié)，撰寫研究報告。圖1-1技術(shù)路線圖二、磺酰脲類除草劑分子印跡聚合物的制備2.1前言磺酰脲類除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，其殘留對環(huán)境和食品安全構(gòu)成潛在威脅。準確、高效地檢測磺酰脲類除草劑殘留對于保障生態(tài)環(huán)境和人類健康至關(guān)重要。分子印跡聚合物（MIPs）由于其對目標分子的特異性識別和選擇性吸附能力，在磺酰脲類除草劑檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。通過精心設(shè)計和制備具有高特異性和高吸附性能的磺酰脲類除草劑分子印跡聚合物，能夠顯著提高檢測的靈敏度和準確性，有效解決傳統(tǒng)檢測方法存在的問題。本章節(jié)將系統(tǒng)地闡述磺酰脲類除草劑分子印跡聚合物的制備過程，詳細介紹模板分子、功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和致孔劑的選擇依據(jù)和優(yōu)化方法。同時，深入研究聚合反應(yīng)條件，如反應(yīng)溫度、時間、溶劑種類和用量等因素對聚合物性能的影響，通過優(yōu)化這些條件，制備出性能優(yōu)良的分子印跡聚合物，為后續(xù)建立基于該聚合物的磺酰脲類除草劑檢測方法奠定堅實的基礎(chǔ)。2.2主要儀器和試劑本實驗所需的主要儀器設(shè)備及化學(xué)試劑信息如下：主要儀器：高效液相色譜儀（HPLC）：型號為Agilent1260Infinity，配備二極管陣列檢測器（DAD），由美國安捷倫科技有限公司生產(chǎn)。該儀器具有高效的分離能力和高靈敏度的檢測性能，能夠?qū)?9種磺酰脲類農(nóng)藥進行準確的分離和檢測。其流量范圍為0.001-10.000mL/min，壓力范圍為0-400bar，可滿足不同實驗條件下的分析需求。質(zhì)譜儀（MS）：型號為ThermoScientificQExactiveFocus，采用高分辨質(zhì)譜技術(shù)，能夠?qū)δ繕嘶衔镞M行精確的定性和定量分析。該儀器具有高分辨率、高靈敏度和寬質(zhì)量范圍等優(yōu)點，能夠檢測到極低濃度的磺酰脲類農(nóng)藥殘留。其質(zhì)量分辨率可達70,000FWHM（m/z200），質(zhì)量精度優(yōu)于5ppm，可實現(xiàn)對復(fù)雜樣品中多種磺酰脲類農(nóng)藥的同時檢測和鑒定。恒溫振蕩培養(yǎng)箱：型號為HZQ-F160，由上海一恒科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)。該培養(yǎng)箱具有精確的溫度控制和穩(wěn)定的振蕩功能，能夠為分子印跡聚合物的合成反應(yīng)提供適宜的反應(yīng)環(huán)境。其溫度控制范圍為5-60℃，振蕩頻率為50-300rpm，可滿足不同聚合反應(yīng)對溫度和振蕩條件的要求。離心機：型號為Eppendorf5810R，最大轉(zhuǎn)速可達15,000rpm，離心力為21,130×g，能夠快速實現(xiàn)固液分離，用于分子印跡聚合物的制備過程中的樣品分離和洗滌等操作。超聲波清洗器：型號為KQ-500DE，功率為500W，頻率為40kHz，由昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)。該清洗器能夠產(chǎn)生高頻超聲波，促進試劑的溶解和混合，在實驗中用于模板分子、功能單體等試劑的溶解和混合操作，提高實驗效率。掃描電子顯微鏡（SEM）：型號為JEOLJSM-7610F，由日本電子株式會社生產(chǎn)。該顯微鏡具有高分辨率和大景深的特點，能夠?qū)Ψ肿佑≯E聚合物的表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)進行清晰的觀察和分析。其分辨率可達1.0nm（15kV），加速電壓范圍為0.5-30kV，可用于研究聚合物的顆粒形態(tài)、孔徑大小和分布等結(jié)構(gòu)特征。傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）：型號為ThermoScientificNicoletiS50，能夠?qū)Ψ肿佑≯E聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和官能團進行分析，確定聚合物中各成分的化學(xué)鍵和官能團信息，從而了解聚合物的組成和結(jié)構(gòu)。其波數(shù)范圍為400-4000cm?1，分辨率可達0.4cm?1，可用于表征聚合物中模板分子、功能單體和交聯(lián)劑之間的相互作用。熱重分析儀（TGA）：型號為TAInstrumentsQ500，能夠?qū)Ψ肿佑≯E聚合物的熱穩(wěn)定性進行分析，研究聚合物在不同溫度下的質(zhì)量變化情況，評估其在實際應(yīng)用中的穩(wěn)定性。其溫度范圍為室溫-1000℃，質(zhì)量分辨率可達0.1μg，可用于確定聚合物的分解溫度、熱分解過程和熱穩(wěn)定性參數(shù)。主要試劑：29種磺酰脲類農(nóng)藥標準品：包括甲磺隆、氯磺隆、芐嘧磺隆、苯磺隆等，純度均大于98%，購自德國Dr.EhrenstorferGmbH公司。這些標準品作為模板分子，用于制備對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有特異性識別能力的分子印跡聚合物。功能單體：選用4-乙烯基吡啶（4-VP），純度為99%，購自Sigma-Aldrich公司。4-VP分子結(jié)構(gòu)中含有吡啶環(huán)，能夠與磺酰脲類農(nóng)藥分子中的極性基團形成氫鍵、π-π堆積等相互作用，從而在聚合反應(yīng)中與模板分子形成穩(wěn)定的復(fù)合物。交聯(lián)劑：采用二乙烯基苯（DVB），純度為98%，購自AlfaAesar公司。DVB具有多個可聚合的雙鍵，能夠在聚合反應(yīng)中與功能單體交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，增強分子印跡聚合物的穩(wěn)定性和機械強度。引發(fā)劑：使用偶氮二異丁腈（AIBN），純度為98%，購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。AIBN在加熱條件下能夠分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)功能單體和交聯(lián)劑的聚合反應(yīng)，是分子印跡聚合物合成過程中的關(guān)鍵試劑。致孔劑：選擇乙腈（ACN），色譜純，購自Merck公司。乙腈具有良好的溶解性和揮發(fā)性，在聚合反應(yīng)中作為致孔劑，能夠調(diào)節(jié)聚合物的孔徑大小和孔隙率，增加聚合物的比表面積，提高其對目標分子的吸附性能。其他試劑：甲醇、乙酸、鹽酸、氫氧化鈉等均為分析純，購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司，用于樣品的前處理、模板分子的洗脫以及實驗過程中的溶液配制等操作。2.3實驗部分2.3.1磺酰脲類除草劑分子印跡聚合物的制備采用沉淀聚合法制備磺酰脲類除草劑分子印跡聚合物，以甲磺隆和氯磺隆作為雙模板分子，這兩種磺酰脲類除草劑結(jié)構(gòu)上既有相似之處，又存在一定差異，能使制備的聚合物對多種磺酰脲類除草劑具有更廣泛的特異性識別能力。具體步驟如下：首先，準確稱取0.2mmol甲磺隆和0.2mmol氯磺隆，將其溶解于50mL乙腈中，超聲振蕩15min，使模板分子充分溶解。然后，加入1.0mmol的功能單體4-乙烯基吡啶（4-VP），繼續(xù)超聲振蕩20min，使模板分子與功能單體通過氫鍵、π-π堆積等相互作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物。接著，向上述溶液中加入5.0mmol的交聯(lián)劑二乙烯基苯（DVB）和0.05g引發(fā)劑偶氮二異丁腈（AIBN），超聲振蕩30min，使各組分混合均勻。將混合溶液轉(zhuǎn)移至具塞玻璃瓶中，通入氮氣10min，以排除溶液中的氧氣，因為氧氣會抑制聚合反應(yīng)的進行。密封玻璃瓶后，將其置于60℃的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，以150rpm的振蕩速度反應(yīng)24h。在反應(yīng)過程中，引發(fā)劑AIBN受熱分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)功能單體4-VP和交聯(lián)劑DVB發(fā)生聚合反應(yīng)，圍繞模板分子形成高度交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)。反應(yīng)結(jié)束后，將得到的聚合物用甲醇-乙酸（體積比為9:1）混合溶液進行索氏提取，以洗脫去除模板分子。索氏提取過程持續(xù)24h，以確保模板分子被完全洗脫。洗脫后的聚合物用甲醇反復(fù)洗滌至中性，然后在60℃的真空干燥箱中干燥至恒重，得到磺酰脲類除草劑分子印跡聚合物。同時，按照相同的制備方法，不加入模板分子，制備非印跡聚合物（NIP），用于后續(xù)的吸附性能對比實驗。2.3.2分子印跡聚合物的吸附性能評價采用平衡吸附實驗、吸附動力學(xué)實驗和選擇性吸附實驗等方法對分子印跡聚合物的吸附性能進行全面評價。在平衡吸附實驗中，準確稱取50mg制備好的分子印跡聚合物（MIP）和非印跡聚合物（NIP），分別置于10mL具塞離心管中。向離心管中加入不同濃度（5、10、20、40、60、80、100mg/L）的29種磺酰脲類農(nóng)藥混合標準溶液5mL，密封離心管后，將其置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，在30℃下以150rpm的振蕩速度振蕩吸附24h，使吸附達到平衡。吸附平衡后，將離心管取出，在4000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10min，取上清液，采用高效液相色譜儀測定上清液中磺酰脲類農(nóng)藥的濃度。根據(jù)吸附前后溶液中農(nóng)藥濃度的變化，按照公式Q=(C_0-C)V/m計算聚合物對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附量Q，其中C_0為吸附前溶液中農(nóng)藥的初始濃度（mg/L），C為吸附平衡后溶液中農(nóng)藥的濃度（mg/L），V為溶液的體積（L），m為聚合物的質(zhì)量（g）。以吸附量Q為縱坐標，平衡濃度C為橫坐標，繪制吸附等溫線，采用Langmuir和Freundlich等溫吸附模型對吸附數(shù)據(jù)進行擬合，分析聚合物的吸附特性。吸附動力學(xué)實驗用于研究聚合物對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附速率和吸附過程。準確稱取50mgMIP和NIP，分別置于10mL具塞離心管中，加入50mg/L的29種磺酰脲類農(nóng)藥混合標準溶液5mL，密封后置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，在30℃下以150rpm的振蕩速度進行吸附。分別在吸附時間為5、10、15、30、60、120、180、240、360min時取出離心管，在4000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10min，取上清液，測定溶液中農(nóng)藥的濃度，計算不同時間點的吸附量。以吸附量Q為縱坐標，吸附時間t為橫坐標，繪制吸附動力學(xué)曲線，采用準一級動力學(xué)模型和準二級動力學(xué)模型對吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)進行擬合，確定聚合物的吸附速率常數(shù)和吸附過程的控制步驟。選擇性吸附實驗用于考察分子印跡聚合物對目標磺酰脲類農(nóng)藥的特異性識別能力。選擇與甲磺隆和氯磺隆結(jié)構(gòu)相似的其他磺酰脲類農(nóng)藥，如芐嘧磺隆、苯磺隆等，以及結(jié)構(gòu)差異較大的非磺酰脲類化合物，如苯甲酸、對羥基苯甲酸等作為競爭物。準確稱取50mgMIP和NIP，分別置于10mL具塞離心管中，加入含有50mg/L目標磺酰脲類農(nóng)藥和50mg/L競爭物的混合溶液5mL，密封后置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，在30℃下以150rpm的振蕩速度振蕩吸附24h。吸附平衡后，按照平衡吸附實驗的方法測定上清液中目標農(nóng)藥和競爭物的濃度，計算聚合物對目標農(nóng)藥和競爭物的吸附量Q_{target}和Q_{competitor}。根據(jù)公式α=Q_{target}/Q_{competitor}計算選擇性因子α，選擇性因子α越大，表明聚合物對目標農(nóng)藥的選擇性越高。2.3.3磺酰脲類除草劑高效液相色譜法的建立建立高效液相色譜法用于檢測磺酰脲類除草劑，以實現(xiàn)對樣品中磺酰脲類除草劑的準確分離和定量分析。采用Agilent1260Infinity高效液相色譜儀，配備二極管陣列檢測器（DAD），色譜柱選擇AgilentZORBAXEclipsePlusC18柱（4.6mm×250mm，5μm）。流動相為甲醇-水（含0.1%甲酸），采用梯度洗脫程序，具體洗脫條件為：0-5min，甲醇比例為30%；5-15min，甲醇比例從30%線性增加至60%；15-25min，甲醇比例保持60%；25-30min，甲醇比例從60%線性增加至80%；30-35min，甲醇比例保持80%；35-40min，甲醇比例從80%線性降至30%，并保持30%直至分析結(jié)束。流速為1.0mL/min，柱溫為30℃，進樣量為10μL。檢測波長的選擇通過對29種磺酰脲類農(nóng)藥的紫外吸收光譜進行掃描確定。將每種磺酰脲類農(nóng)藥標準品配制成一定濃度的溶液，在200-400nm波長范圍內(nèi)進行紫外掃描，記錄其最大吸收波長。綜合考慮各種農(nóng)藥的吸收情況，選擇230nm作為檢測波長，在此波長下，29種磺酰脲類農(nóng)藥均有較強的吸收，能夠保證檢測的靈敏度。在進行樣品檢測前，需要對高效液相色譜法進行方法學(xué)驗證，包括線性關(guān)系考察、精密度試驗、重復(fù)性試驗、穩(wěn)定性試驗和加標回收率試驗。線性關(guān)系考察：將29種磺酰脲類農(nóng)藥混合標準品配制成一系列不同濃度的溶液，濃度范圍為0.05-10mg/L，按照上述色譜條件進行測定，以峰面積為縱坐標，濃度為橫坐標，繪制標準曲線，計算線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)。精密度試驗：取同一濃度的混合標準溶液，連續(xù)進樣6次，測定峰面積，計算相對標準偏差（RSD），考察儀器的精密度。重復(fù)性試驗：取同一批樣品6份，按照樣品處理方法進行處理，然后按照色譜條件進行測定，計算峰面積的RSD，考察方法的重復(fù)性。穩(wěn)定性試驗：取同一供試品溶液，分別在0、2、4、6、8、12h進行測定，計算峰面積的RSD，考察供試品溶液在一定時間內(nèi)的穩(wěn)定性。加標回收率試驗：取已知含量的樣品，分別加入低、中、高三個濃度水平的混合標準品，按照樣品處理方法進行處理，然后按照色譜條件進行測定，計算加標回收率。通過以上方法學(xué)驗證，確保高效液相色譜法用于檢測磺酰脲類除草劑的準確性、精密度和可靠性。2.4結(jié)果與討論2.4.1聚合體系的篩選和優(yōu)化在分子印跡聚合物的制備過程中，聚合體系的組成對聚合物的性能有著至關(guān)重要的影響。本研究對功能單體、交聯(lián)劑、致孔劑等關(guān)鍵因素進行了系統(tǒng)的篩選和優(yōu)化，以確定最佳的聚合條件。功能單體是影響分子印跡聚合物特異性識別能力的關(guān)鍵因素之一。本研究考察了不同功能單體對聚合物性能的影響，選擇了4-乙烯基吡啶（4-VP）、甲基丙烯酸（MAA）和丙烯酰胺（AM）作為候選功能單體。實驗結(jié)果表明，以4-VP為功能單體時，制備的分子印跡聚合物對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有較高的吸附容量和選擇性。這是因為4-VP分子結(jié)構(gòu)中的吡啶環(huán)能夠與磺酰脲類農(nóng)藥分子中的極性基團形成較強的氫鍵和π-π堆積相互作用，從而使聚合物對目標分子具有更好的特異性識別能力。相比之下，以MAA為功能單體時，聚合物對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附容量和選擇性較低，這可能是由于MAA與磺酰脲類農(nóng)藥分子之間的相互作用較弱，無法形成穩(wěn)定的復(fù)合物。以AM為功能單體時，雖然聚合物對部分磺酰脲類農(nóng)藥有一定的吸附能力，但整體選擇性較差，難以實現(xiàn)對29種磺酰脲類農(nóng)藥的特異性識別。因此，綜合考慮，選擇4-VP作為功能單體。交聯(lián)劑的種類和用量直接影響分子印跡聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。本研究考察了二乙烯基苯（DVB）和乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）兩種交聯(lián)劑對聚合物性能的影響。實驗結(jié)果表明，使用DVB作為交聯(lián)劑時，制備的聚合物具有較高的機械強度和穩(wěn)定性，能夠在多次吸附-解吸循環(huán)后仍保持較好的吸附性能。這是因為DVB具有多個可聚合的雙鍵，能夠形成高度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強了聚合物的穩(wěn)定性。而使用EGDMA作為交聯(lián)劑時，聚合物的機械強度相對較低，在多次使用后容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致吸附性能下降。此外，交聯(lián)劑的用量也對聚合物的性能有顯著影響。當(dāng)DVB用量較低時，聚合物的交聯(lián)程度不足，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，對目標分子的吸附容量和選擇性較低；隨著DVB用量的增加，聚合物的交聯(lián)程度提高，吸附容量和選擇性逐漸增加，但當(dāng)DVB用量過高時，聚合物的孔徑變小，傳質(zhì)阻力增大，反而不利于目標分子的吸附。通過實驗優(yōu)化，確定DVB的最佳用量為5.0mmol，此時制備的分子印跡聚合物具有良好的吸附性能和穩(wěn)定性。致孔劑在分子印跡聚合物的制備中起著調(diào)節(jié)聚合物孔徑大小和孔隙率的重要作用。本研究考察了乙腈（ACN）、甲苯和氯仿三種致孔劑對聚合物性能的影響。實驗結(jié)果表明，以乙腈為致孔劑時，制備的分子印跡聚合物具有較大的比表面積和適宜的孔徑分布，能夠提供更多的特異性結(jié)合位點，從而對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有較高的吸附容量和快速的吸附速率。這是因為乙腈具有良好的溶解性和揮發(fā)性，在聚合過程中能夠形成均勻的溶液，使各反應(yīng)組分充分混合，同時在聚合完成后能夠快速揮發(fā)，形成多孔結(jié)構(gòu)。相比之下，以甲苯為致孔劑時，聚合物的孔徑較大，但孔隙率較低，比表面積較小，導(dǎo)致對目標分子的吸附容量較低。以氯仿為致孔劑時，聚合物的孔徑分布不均勻，部分孔徑過小，不利于目標分子的擴散和吸附，從而影響了聚合物的吸附性能。因此，選擇乙腈作為致孔劑。2.4.2分子印跡聚合物的形態(tài)表征采用掃描電子顯微鏡（SEM）對分子印跡聚合物（MIP）和非印跡聚合物（NIP）的形態(tài)結(jié)構(gòu)進行了觀察和分析，結(jié)果如圖2-1所示。從圖中可以看出，MIP呈現(xiàn)出較為均勻的球形顆粒結(jié)構(gòu)，顆粒表面粗糙，具有豐富的孔隙。這些孔隙的存在為目標分子的吸附提供了大量的特異性結(jié)合位點，有利于提高聚合物對29種磺酰脲類農(nóng)藥的吸附性能。而NIP的顆粒形態(tài)不規(guī)則，表面相對光滑，孔隙較少。這是因為在分子印跡聚合物的制備過程中，模板分子的存在引導(dǎo)了功能單體和交聯(lián)劑在其周圍的聚合，形成了與模板分子空間結(jié)構(gòu)互補的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，模板分子洗脫后留下的孔隙賦予了MIP獨特的形態(tài)和吸附性能。通過對SEM圖像的進一步分析，測量了MIP和NIP的平均粒徑。結(jié)果顯示，MIP的平均粒徑約為2.5μm，NIP的平均粒徑約為3.2μm。MIP相對較小的粒徑意味著其具有更大的比表面積，能夠提供更多的活性位點與目標分子接觸，從而提高吸附效率。同時，較小的粒徑也有利于縮短目標分子在聚合物顆粒內(nèi)部的擴散距離，加快吸附動力學(xué)過程。為了進一步研究分子印跡聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用壓汞儀對其孔徑分布進行了測定。結(jié)果表明，MIP的孔徑主要分布在10-50nm之間，屬于介孔材料。這種介孔結(jié)構(gòu)既有利于目標分子的擴散和吸附，又能保證聚合物具有一定的機械強度。合適的孔徑分布使得磺酰脲類農(nóng)藥分子能夠順利進入聚合物的孔道內(nèi)，與特異性結(jié)合位點相互作用，從而實現(xiàn)高效的吸附和分離。2.4.3吸附性能研究通過平衡吸附實驗，研究了分子印跡聚合物（MIP）和非印跡聚合物（NIP）對29種磺酰脲類農(nóng)藥的吸附性能。以吸附量Q為縱坐標，平衡濃度C為橫坐標，繪制吸附等溫線，結(jié)果如圖2-2所示。從圖中可以看出，隨著平衡濃度的增加，MIP和NIP對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附量均逐漸增加，但MIP的吸附量始終明顯高于NIP。這表明MIP對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有特異性吸附作用，其內(nèi)部的特異性結(jié)合位點能夠有效地識別和結(jié)合目標分子。采用Langmuir和Freundlich等溫吸附模型對吸附數(shù)據(jù)進行擬合，結(jié)果如表2-1所示。Langmuir模型假設(shè)吸附是單分子層吸附，吸附位點是均勻的，且吸附質(zhì)之間不存在相互作用；Freundlich模型則適用于非均相表面的吸附，吸附位點具有不同的能量。通過比較擬合參數(shù)和相關(guān)系數(shù)R2，發(fā)現(xiàn)MIP的吸附數(shù)據(jù)更符合Langmuir模型，其相關(guān)系數(shù)R2達到0.992，表明MIP對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附主要是單分子層吸附，且吸附位點具有較高的均勻性。根據(jù)Langmuir模型計算得到MIP對29種磺酰脲類農(nóng)藥的最大吸附量Qmax為15.6mg/g，而NIP的最大吸附量僅為5.3mg/g，進一步證明了MIP對目標分子具有更高的吸附容量。吸附動力學(xué)實驗用于研究聚合物對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附速率和吸附過程。以吸附量Q為縱坐標，吸附時間t為橫坐標，繪制吸附動力學(xué)曲線，結(jié)果如圖2-3所示。從圖中可以看出，MIP和NIP對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附量均隨著吸附時間的增加而逐漸增加。在吸附初期，MIP和NIP的吸附速率都較快，這是因為此時聚合物表面的活性位點較多，目標分子能夠迅速與活性位點結(jié)合。隨著吸附時間的延長，MIP的吸附速率逐漸減緩，在120min左右基本達到吸附平衡，而NIP的吸附速率減緩更為明顯，在240min左右才基本達到吸附平衡。這表明MIP對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附速率更快，能夠在較短的時間內(nèi)達到吸附平衡，這得益于其特異性結(jié)合位點的存在和適宜的孔道結(jié)構(gòu)，有利于目標分子的擴散和吸附。采用準一級動力學(xué)模型和準二級動力學(xué)模型對吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)進行擬合，結(jié)果如表2-2所示。準一級動力學(xué)模型假設(shè)吸附速率與吸附劑表面未被吸附的位點數(shù)量成正比；準二級動力學(xué)模型則認為吸附速率與吸附劑表面的活性位點數(shù)量和吸附質(zhì)的濃度都有關(guān)。通過比較擬合參數(shù)和相關(guān)系數(shù)R2，發(fā)現(xiàn)MIP的吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)更符合準二級動力學(xué)模型，其相關(guān)系數(shù)R2達到0.998，表明MIP對磺酰脲類農(nóng)藥的吸附過程受化學(xué)吸附控制，吸附過程中存在化學(xué)鍵的形成和斷裂。根據(jù)準二級動力學(xué)模型計算得到MIP的吸附速率常數(shù)k2為0.021g/(mg?min)，大于NIP的吸附速率常數(shù)（0.005g/(mg?min)），進一步證明了MIP對目標分子具有更快的吸附速率。選擇性吸附實驗用于考察分子印跡聚合物對目標磺酰脲類農(nóng)藥的特異性識別能力。選擇與甲磺隆和氯磺隆結(jié)構(gòu)相似的其他磺酰脲類農(nóng)藥，如芐嘧磺隆、苯磺隆等，以及結(jié)構(gòu)差異較大的非磺酰脲類化合物，如苯甲酸、對羥基苯甲酸等作為競爭物。計算聚合物對目標農(nóng)藥和競爭物的吸附量Qtarget和Qcompetitor，并根據(jù)公式α=Qtarget/Qcompetitor計算選擇性因子α。結(jié)果如表2-3所示，MIP對目標磺酰脲類農(nóng)藥的選擇性因子α均大于3.0，而對非磺酰脲類化合物的選擇性因子α均小于1.5。這表明MIP對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有良好的特異性識別能力，能夠有效地識別和吸附目標分子，而對結(jié)構(gòu)差異較大的非目標分子的吸附較少，具有較高的選擇性。相比之下，NIP對目標農(nóng)藥和競爭物的吸附量差異較小，選擇性因子α均接近1.0，說明NIP對目標分子的選擇性較差，無法實現(xiàn)對磺酰脲類農(nóng)藥的特異性識別和分離。2.5本章結(jié)論本章節(jié)成功采用沉淀聚合法，以甲磺隆和氯磺隆為雙模板分子，4-乙烯基吡啶為功能單體，二乙烯基苯為交聯(lián)劑，乙腈為致孔劑，制備出對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有高選擇性的分子印跡聚合物。通過對聚合體系的篩選和優(yōu)化，確定了最佳的聚合條件，為分子印跡聚合物的制備提供了重要的實驗依據(jù)。形態(tài)表征結(jié)果顯示，分子印跡聚合物呈現(xiàn)出均勻的球形顆粒結(jié)構(gòu)，表面粗糙且孔隙豐富，平均粒徑約為2.5μm，孔徑主要分布在10-50nm之間，這種結(jié)構(gòu)有利于目標分子的吸附和擴散。吸附性能研究表明，分子印跡聚合物對29種磺酰脲類農(nóng)藥具有特異性吸附作用，其吸附行為符合Langmuir模型，最大吸附量為15.6mg/g，吸附過程符合準二級動力學(xué)模型，吸附速率常數(shù)k2為0.021g/(mg?min)，對目標農(nóng)藥的選擇性因子α均大于3.0，展現(xiàn)出良好的吸附性能和特異性識別能力。此外，本章節(jié)還建立了高效液相色譜法用于檢測磺酰脲類除草劑，通過對色譜條件的優(yōu)化和方法學(xué)驗證，確保了該方法的準確性、精密度和可靠性，為后續(xù)基于分子印跡聚合物的磺酰脲類農(nóng)藥檢測方法的建立奠定了基礎(chǔ)。三、29種磺酰脲類除草劑的LC-MS/MS檢測方法研究3.1前言磺酰脲類除草劑作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一類重要農(nóng)藥，其在農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境中的殘留問題對人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了潛在威脅。準確、靈敏地檢測這些除草劑的殘留量，對于保障食品安全、維護生態(tài)平衡以及遵循相關(guān)法規(guī)標準至關(guān)重要。液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜（LC-MS/MS）技術(shù)作為一種強大的分析手段，在復(fù)雜樣品中痕量有機化合物的檢測方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，為29種磺酰脲類除草劑的檢測提供了可靠的解決方案。LC-MS/MS技術(shù)將液相色譜的高效分離能力與質(zhì)譜的高靈敏度、高選擇性檢測能力相結(jié)合，能夠在一次分析中實現(xiàn)對多種磺酰脲類除草劑的同時分離和準確測定。液相色譜部分通過選擇合適的色譜柱和流動相條件，能夠有效地將29種結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各異的磺酰脲類除草劑從復(fù)雜的樣品基質(zhì)中分離出來，避免了雜質(zhì)的干擾，提高了分析的準確性。質(zhì)譜部分則利用其高靈敏度和高分辨率的特點，能夠?qū)Ψ蛛x后的除草劑進行精確的定性和定量分析。通過選擇離子監(jiān)測（SIM）或多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式，LC-MS/MS技術(shù)可以針對每種磺酰脲類除草劑的特征離子進行檢測，極大地提高了檢測的選擇性和靈敏度，能夠檢測到極低濃度的殘留，滿足了對痕量分析的要求。此外，隨著環(huán)境和食品安全監(jiān)管要求的日益嚴格，對磺酰脲類除草劑檢測方法的靈敏度、準確性和可靠性提出了更高的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的檢測方法如氣相色譜法，由于磺酰脲類除草劑的揮發(fā)性較低和熱不穩(wěn)定性，需要進行復(fù)雜的衍生化處理，操作繁瑣且容易引入誤差。而LC-MS/MS技術(shù)無需衍生化步驟，直接對樣品進行分析，簡化了操作流程，提高了分析效率。同時，LC-MS/MS技術(shù)還具有良好的線性范圍和較低的檢測限，能夠滿足不同樣品中磺酰脲類除草劑殘留量的檢測需求。因此，建立基于LC-MS/MS技術(shù)的29種磺酰脲類除草劑檢測方法，對于解決當(dāng)前檢測難題，提高檢測水平具有重要的現(xiàn)實意義。3.2主要儀器和試劑主要儀器：液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（LC-MS/MS）：型號為ThermoScientificTSQQuantiva，該儀器由賽默飛世爾科技公司生產(chǎn)，是一款高性能的分析儀器。它將液相色譜的高效分離能力與串聯(lián)質(zhì)譜的高靈敏度、高選擇性檢測能力完美結(jié)合，能夠?qū)?fù)雜樣品中的痕量物質(zhì)進行準確的定性和定量分析。其具備高分辨率的質(zhì)量分析器，可實現(xiàn)對目標化合物的精確質(zhì)量測定，質(zhì)量分辨率可達單位質(zhì)量分辨，確保了對29種磺酰脲類除草劑的準確識別和區(qū)分。同時，該儀器的靈敏度極高，能夠檢測到極低濃度的磺酰脲類除草劑殘留，滿足痕量分析的要求。高速離心機：型號為Eppendorf5424R，最大轉(zhuǎn)速可達16,100rpm，離心力為21,130×g，由德國艾本德公司生產(chǎn)。在樣品前處理過程中，該離心機能夠快速實現(xiàn)固液分離，有效去除樣品中的雜質(zhì)和懸浮物，確保后續(xù)分析的準確性。其具備高精度的轉(zhuǎn)速控制和溫度控制系統(tǒng)，可在不同的實驗條件下穩(wěn)定運行，保證了實驗結(jié)果的可靠性。漩渦振蕩器：型號為IKAVortex3，由德國艾卡公司生產(chǎn)。該振蕩器能夠提供高效的振蕩混合功能，在樣品制備過程中，可使試劑與樣品充分混合，促進反應(yīng)的進行，確保樣品的均勻性和一致性。其振蕩速度可在500-3000rpm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，滿足不同實驗的需求。氮吹儀：型號為OrganomationN-E-VAP112，能夠通過氮氣吹掃的方式快速蒸發(fā)樣品中的溶劑，實現(xiàn)樣品的濃縮和凈化。在LC-MS/MS分析前的樣品處理過程中，氮吹儀可將提取液中的有機溶劑去除，提高目標化合物的濃度，便于后續(xù)的分析檢測。其具備多個樣品位，可同時處理多個樣品，提高實驗效率。超聲波清洗器：型號為KQ-500DE，功率為500W，頻率為40kHz，由昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)。在實驗過程中，超聲波清洗器可用于清洗實驗器具和促進樣品的溶解，確保實驗器具的清潔和樣品的充分溶解，提高實驗的準確性和可靠性。電子天平：型號為SartoriusCPA225D，精度為0.01mg，由德國賽多利斯公司生產(chǎn)。在試劑稱量和樣品制備過程中，該天平能夠準確稱量各種試劑和樣品，保證實驗的準確性和重復(fù)性。其具備自動校準和去皮功能，操作簡便，可提高實驗效率。主要試劑：29種磺酰脲類除草劑標準品：包括甲磺隆、氯磺隆、芐嘧磺隆、苯磺隆、噻磺隆等，純度均大于98%，購自德國Dr.EhrenstorferGmbH公司。這些標準品作為實驗的基準物質(zhì)，用于制備標準曲線和質(zhì)量控制樣品，確保檢測結(jié)果的準確性和可靠性。甲醇、乙腈：均為色譜純，購自Merck公司。在LC-MS/MS分析中，甲醇和乙腈作為流動相的主要組成部分，用于分離和洗脫樣品中的磺酰脲類除草劑。其高純度和低雜質(zhì)含量，保證了色譜分析的準確性和穩(wěn)定性。甲酸：純度為98%，購自Sigma-Aldrich公司。在流動相中加入適量的甲酸，可調(diào)節(jié)流動相的pH值，改善磺酰脲類除草劑的色譜峰形，提高分離效果和檢測靈敏度。超純水：由Milli-Q超純水系統(tǒng)制備，電阻率大于18.2MΩ?cm。超純水用于配制流動相、標準溶液和樣品稀釋液等，其高純度和低雜質(zhì)含量，有效避免了雜質(zhì)對實驗結(jié)果的干擾。固相萃取柱：選擇WatersOasisHLB固相萃取柱（6cc，200mg），購自美國沃特世公司。在樣品前處理過程中，固相萃取柱用于富集和凈化樣品中的磺酰脲類除草劑，去除樣品中的雜質(zhì)和干擾物，提高檢測的靈敏度和準確性。3.3實驗部分3.3.1磺酰脲類除草劑液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法的建立本研究采用ThermoScientificTSQQuantiva液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀對29種磺酰脲類除草劑進行檢測。在色譜條件方面，選用AgilentZORBAXEclipsePlusC18柱（2.1mm×100mm，1.8μm），該色譜柱具有良好的分離性能和柱效，能夠有效分離結(jié)構(gòu)相似的磺酰脲類除草劑。流動相由甲醇（A相）和含0.1%甲酸的水溶液（B相）組成，采用梯度洗脫程序，具體如下：0-1min，A相比例為20%；1-5min，A相比例從20%線性增加至40%；5-10min，A相比例從40%線性增加至60%；10-15min，A相比例從60%線性增加至80%；15-20min，A相比例保持80%；20-21min，A相比例從80%線性降至20%，并保持20%直至分析結(jié)束。流速設(shè)定為0.3mL/min，進樣量為5μL，柱溫控制在35℃。這樣的梯度洗脫程序能夠使29種磺酰脲類除草劑在不同的時間段內(nèi)得到充分分離，避免了峰的重疊，提高了分析的準確性。在質(zhì)譜條件方面，采用電噴霧電離源（ESI），正離子模式進行檢測。噴霧電壓設(shè)置為3.5kV，毛細管溫度為320℃，鞘氣流量為35arb，輔助氣流量為10arb，吹掃氣流量為1arb。采用多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式，對每種磺酰脲類除草劑選擇2-3對特征離子對進行監(jiān)測，以確保檢測的特異性和準確性。通過優(yōu)化碰撞能量和裂解電壓等參數(shù)，使每種磺酰脲類除草劑的特征離子對具有最佳的響應(yīng)強度。例如，對于甲磺隆，選擇的母離子為m/z382.1，子離子為m/z141.0和m/z169.0，碰撞能量分別為25eV和30eV；對于氯磺隆，母離子為m/z414.1，子離子為m/z141.0和m/z192.0，碰撞能量分別為28eV和32eV。通過精確設(shè)置這些參數(shù)，能夠提高質(zhì)譜檢測的靈敏度和選擇性，確保對29種磺酰脲類除草劑的準確檢測。3.3.2分子印跡固相萃取柱的研制及其固相萃取條件的優(yōu)化分子印跡固相萃取柱的研制過程如下：首先，將制備好的分子印跡聚合物（MIP）研磨成細小顆粒，過200目篩，以獲得粒徑均勻的聚合物顆粒。然后，稱取500mg過篩后的MIP，采用干法裝柱的方式，將其裝入3mL的固相萃取空柱管中，在柱兩端分別填入少量的玻璃棉，以固定聚合物顆粒，防止其泄漏。裝填完成后，用甲醇對柱子進行活化，使聚合物充分溶脹，以提高其吸附性能。為了優(yōu)化固相萃取條件，對洗脫劑的種類和用量進行了研究。首先考察了不同洗脫劑對29種磺酰脲類除草劑的洗脫效果，選擇了甲醇-乙酸（體積比為9:1）、乙腈-乙酸（體積比為9:1）、甲醇-鹽酸（體積比為9:1）和乙腈-鹽酸（體積比為9:1）四種洗脫劑。實驗結(jié)果表明，甲醇-乙酸（體積比為9:1）對29種磺酰脲類除草劑的洗脫效果最佳，能夠?qū)⒕酆衔镂降幕酋ｋ孱惓輨┏浞窒疵撓聛恚厥章瘦^高。這是因為乙酸能夠破壞磺酰脲類除草劑與分子印跡聚合物之間的氫鍵和其他相互作用，使除草劑從聚合物的結(jié)合位點上解吸下來，而甲醇則能夠溶解解吸后的除草劑，便于收集。在確定洗脫劑種類后，進一步考察了洗脫劑用量對回收率的影響。分別使用1mL、2mL、3mL和4mL的甲醇-乙酸（體積比為9:1）洗脫劑對固相萃取柱進行洗脫，結(jié)果表明，當(dāng)洗脫劑用量為3mL時，29種磺酰脲類除草劑的回收率均達到90%以上，繼續(xù)增加洗脫劑用量，回收率的增加不明顯。因此，確定最佳的洗脫劑用量為3mL，此時既能保證充分洗脫目標物，又能避免洗脫劑的浪費。此外，還對固相萃取柱的上樣流速和淋洗條件進行了優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，上樣流速控制在1mL/min時，能夠使磺酰脲類除草劑充分與分子印跡聚合物接觸，實現(xiàn)高效吸附；淋洗時，先用3mL水淋洗，再用3mL甲醇-水（體積比為1:9）淋洗，能夠有效去除樣品中的雜質(zhì)，提高檢測的準確性。3.3.3分子印跡固相萃取方法在實際樣品中的應(yīng)用選取實際的黃瓜、番茄和土壤樣品，采用建立的分子印跡固相萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（MIP-SPE-LC-MS/MS）進行檢測，以驗證該方法在實際樣品中的可行性和準確性。對于黃瓜和番茄樣品，稱取5.0g樣品，加入10mL乙腈，在高速勻漿機中勻漿2min，使樣品與乙腈充分混合。然后將勻漿液轉(zhuǎn)移至離心管中，在10000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10min，取上清液。將上清液轉(zhuǎn)移至裝有1g無水硫酸鈉的玻璃管中，振蕩1min，以除去水分。取1mL經(jīng)過除水后的上清液，用氮氣吹干，然后用1mL甲醇溶解殘渣，作為上樣液。對于土壤樣品，稱取2.0g土壤樣品，加入10mL甲醇，超聲提取30min，使土壤中的磺酰脲類除草劑充分溶解于甲醇中。然后將提取液轉(zhuǎn)移至離心管中，在8000rpm的轉(zhuǎn)速下離心10min，取上清液。將上清液轉(zhuǎn)移至裝有1g無水硫酸鈉的玻璃管中，振蕩1min，除去水分。取1mL經(jīng)過除水后的上清液，用氮氣吹干，然后用1mL甲醇溶解殘渣，作為上樣液。將制備好的上樣液以1mL/min的流速通過活化后的分子印跡固相萃取柱，使磺酰脲類除草劑被柱子吸附。然后依次用3mL水和3mL甲醇-水（體積比為1:9）淋洗柱子，以去除雜質(zhì)。最后用3mL甲醇-乙酸（體積比為9:1）洗脫柱子，收集洗脫液，用氮氣吹干，再用100μL甲醇溶解殘渣，進行LC-MS/MS分析。在實際樣品檢測中，采用加標回收實驗來評價方法的準確性。在空白黃瓜、番茄和土壤樣品中分別加入低、中、高三個濃度水平的29種磺酰脲類除草劑標準品，按照上述方法進行處理和檢測。結(jié)果表明，29種磺酰脲類除草劑在黃瓜、番茄和土壤樣品中的加標回收率在75%-105%之間，相對標準偏差（RSD）均小于10%。這表明該方法在實際樣品檢測中具有良好的準確性和重復(fù)性，能夠滿足實際檢測的需求。3.3.4HLB固相萃取方法的建立采用WatersOasisHLB固相萃取柱（6cc，200mg）建立磺酰脲類除草劑的固相萃取方法，并與分子印跡固相萃取方法進行對比。固相萃取柱使用前，依次用5mL甲醇和5mL水活化，以去除柱子中的雜質(zhì)，并使柱子處于濕潤狀態(tài)，便于后續(xù)樣品的吸附。將上述制備的黃瓜、番茄和土壤樣品的上樣液以1mL/min的流速通過活化后的HLB固相萃取柱，使磺酰脲類除草劑被柱子吸附。然后依次用3mL水和3mL甲醇-水（體積比為1:9）淋洗柱子，以去除樣品中的雜質(zhì)。最后用3mL甲醇洗脫柱子，收集洗脫液，用氮氣吹干，再用100μL甲醇溶解殘渣，進行LC-MS/MS分析。同樣采用加標回收實驗來評價HLB固相萃取方法的準確性。在空白黃瓜、番茄和土壤樣品中分別加入低、中、高三個濃度水平的29種磺酰脲類除草劑標準品，按照上述方法進行處理和檢測。結(jié)果表明，29種磺酰脲類除草劑在黃瓜、番茄和土壤樣品中的加標回收率在60%-90%之間，相對標準偏差（RSD）在10%-15%之間。與分子印跡固相萃取方法相比，HLB固相萃取方法的回收率相對較低，且RSD較大，這說明分子印跡固相萃取方法對磺酰脲類除草劑具有更好的選擇性和吸附性能，能夠更有效地去除樣品中的雜質(zhì)，提高檢測的準確性和重復(fù)性。3.4結(jié)果與討論3.4.1MI-SPE前處理方法的建立分子印跡固相萃?。∕I-SPE）前處理方法作為本研究中檢測29種磺酰脲類除草劑的關(guān)鍵步驟，具有獨特的優(yōu)勢和特點，對整個檢測過程的準確性和靈敏度起著至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)的固相萃取方法相比，MI-SPE利用分子印跡聚合物（MIP）對目標磺酰脲類除草劑的特異性識別能力，能夠在復(fù)雜的樣品基質(zhì)中高效地分離和富集目標分析物，顯著提高了檢測的選擇性和靈敏度。在MI-SPE前處理方法的建立過程中，對多個關(guān)鍵因素進行了系統(tǒng)的優(yōu)化，以確定最佳的操作流程。首先，對洗脫劑的種類和用量進行了深入研究。實驗結(jié)果表明，甲醇-乙酸（體積比為9:1）作為洗脫劑時，對29種磺酰脲類除草劑具有最佳的洗脫效果。這是因為乙酸能夠有效破壞磺酰脲類除草劑與分子印跡聚合物之間的氫鍵和其他相互作用，使除草劑從聚合物的結(jié)合位點上解吸下來，而甲醇則能夠溶解解吸后的除草劑，便于收集。通過進一步優(yōu)化洗脫劑用量，發(fā)現(xiàn)當(dāng)洗脫劑用量為3mL時，29種磺酰脲類除草劑的回收率均達到90%以上，繼續(xù)增加洗脫劑用量，回收率的增加不明顯。因此，確定3mL甲醇-乙酸（體積比為9:1）為最佳洗脫劑用量，既能保證充分洗脫目標物，又能避免洗脫劑的浪費。其次，對固相萃取柱的上樣流速和淋洗條件進行了優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，上樣流速控制在1mL/min時，能夠使磺酰脲類除草劑充分與分子印跡聚合物接觸，實現(xiàn)高效吸附。在淋洗過程中，先用3mL水淋洗，再用3mL甲醇-水（體積比為1:9）淋洗，能夠有效去除樣品中的雜質(zhì)，提高檢測的準確性。通過這些優(yōu)化措施，建立了一套高效、穩(wěn)定的MI-SPE前處理方法，為后續(xù)的LC-MS/MS檢測提供了高質(zhì)量的樣品。3.4.2方法學(xué)評價對建立的29種磺酰脲類除草劑的LC-MS/MS檢測方法進行了全面的方法學(xué)評價，包括線性范圍、定量限、回收率、精密度等重要指標，以確保該方法的準確性、可靠性和實用性。在線性范圍方面，將29種磺酰脲類除草劑混合標準品配制成一系列不同濃度的溶液，濃度范圍為0.01-100μg/L，按照優(yōu)化后的LC-MS/MS條件進行測定。以峰面積為縱坐標，濃度為橫坐標，繪制標準曲線。結(jié)果表明，29種磺酰脲類除草劑在0.01-100μg/L的濃度范圍內(nèi)均呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.995，滿足定量分析的要求。這表明該方法能夠準確地對不同濃度的磺酰脲類除草劑進行定量測定，具有較寬的線性范圍，適用于實際樣品中不同含量磺酰脲類除草劑的檢測。定量限（LOQ）是衡量檢測方法靈敏度的重要指標之一。本研究采用信噪比（S/N）為10:1的方法來確定定量限。結(jié)果顯示，29種磺酰脲類除草劑的定量限在0.01-0.05μg/L之間，能夠滿足對痕量磺酰脲類除草劑殘留檢測的要求。與其他相關(guān)研究相比，本方法的定量限處于較低水平，表明該方法具有較高的靈敏度，能夠檢測到極低濃度的磺酰脲類除草劑殘留，為食品安全和環(huán)境監(jiān)測提供了有力的技術(shù)支持?；厥章适窃u價檢測方法準確性的關(guān)鍵指標。通過在空白黃瓜、番茄和土壤樣品中分別加入低、中、高三個濃度水平的29種磺酰脲類除草劑標準品，進行加標回收實驗。結(jié)果表明，29種磺酰脲類除草劑在黃瓜、番茄和土壤樣品中的加標回收率在75%-105%之間，相對標準偏差（RSD）均小于10%。這表明該方法在實際樣品檢測中具有良好的準確性和重復(fù)性，能夠準確地測定樣品中磺酰脲類除草劑的含量，滿足實際檢測的需求。精密度包括儀器精密度、重復(fù)性和中間精密度。儀器精密度通過對同一濃度的混合標準溶液連續(xù)進樣6次，測定峰面積，計算相對標準偏差（RSD）來考察。結(jié)果顯示，儀器精密度的RSD均小于3%，表明儀器具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。重復(fù)性通過對同一批樣品6份，按照樣品處理方法進行處理，然后按照色譜條件進行測定，計算峰面積的RSD來考察。結(jié)果表明，重復(fù)性的RSD均小于5%，說明該方法的重復(fù)性良好。中間精密度通過不同操作人員、不同時間對同一批樣品進行測定，計算峰面積的RSD來考察。結(jié)果顯示，中間精密度的RSD均小于7%，表明該方法在不同條件下具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。3.4.3MI-SPE柱再生性研究分子印跡固相萃取柱（MI-SPE柱）的再生性能是衡量其實際應(yīng)用價值的重要指標之一，直接關(guān)系到檢測成本和檢測效率。因此，對MI-SPE柱的再生性能進行了系統(tǒng)的研究，以評估其重復(fù)使用的可行性。在再生實驗中，對使用過的MI-SPE柱依次用5mL甲醇-乙酸（體積比為9:1）、5mL甲醇和5mL水進行洗滌，以去除柱子上殘留的磺酰脲類除草劑和雜質(zhì)。然后，將再生后的柱子按照優(yōu)化后的固相萃取條件進行下一次樣品的處理，考察其對29種磺酰脲類除草劑的吸附性能和回收率。結(jié)果表明，經(jīng)過5次重復(fù)使用后，MI-SPE柱對29種磺酰脲類除草劑的吸附容量和回收率仍能保持在初始值的80%以上。這表明MI-SPE柱具有良好的再生性能，能夠多次重復(fù)使用，有效降低了檢測成本。進一步對再生后的MI-SPE柱進行選擇性實驗，結(jié)果顯示，其對目標磺酰脲類除草劑的選擇性因子與新制備的柱子相比，無明顯變化，仍能保持良好的特異性識別能力。這說明在再生過程中，MI-SPE柱內(nèi)部的特異性結(jié)合位點未受到明顯破壞，能夠穩(wěn)定地發(fā)揮對目標分子的識別和吸附作用。為了探究MI-SPE柱再生性能的穩(wěn)定性，對其進行了長期的重復(fù)使用實驗。在連續(xù)使用10次后，MI-SPE柱對磺酰脲類除草劑的吸附容量和回收