[发明专利]利用分子印迹膜电喷雾电离质谱分析待测样本中痕量物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分子印迹膜电喷雾电离质谱(Molecularly imprinted membrane electrospray ionization mass spectrometry,MIM-ESI-MS)的开发与应用，具体地说，涉及分子印迹膜电喷雾电离质谱的工作流程，以及该技术在多个领域中的应用，例如在食品安全、血药浓度、抗生素残留及农药残留的实际待测样本的快速检测。

背景技术

质谱(Mass spectrometry,MS)是一种强大的分析工具，具有高灵敏度，高分辨率，样本分析用量小等优势，被广泛应用在不同的领域中。近年来，敞开式电离技术(ambient ionization,AM)成为研究热点并不断发展，该技术缩短或者避免了复杂样本的前处理过程，使应用质谱技术快速检测复杂样本成为可能。常见的敞开式电离技术包括：解析电喷雾电离(DESI)，实时直接分析质谱(DART)，纸喷雾电离(PS)和膜电喷雾电离(MESI)等。

MESI是申请人先前开发的新型敞开式质谱离子化技术。该技术将生物膜结合质谱离子源，可在样本分析过程中实现实时的三维分离，有效地消除基质干扰，较常规方法极大地提高了检测灵敏度。尽管，膜电喷雾电离技术具有上述优势，然而在分析复杂样本中痕量待测物质时，期待获得更低的检出限和更宽的动态范围仍然具有挑战性。

为了进一步提升MESI的性能，拟将其与分离富集技术相结合，开发出新型的敞开式离子化技术。目前常见的分离富集方法多种多样，如固相微萃取、分子印迹等，其应用都已被广泛报道。其中，分子印迹是采用分子印迹聚合物(Molecular imprinting polymer,MIP)，对待测物质进行特异性富集的策略。MIP是一种利用模板分子和功能单体通过共价键或非共价键结合形成的聚合物，洗脱出去模板分子后，留下对某种特定的模板分子及其类似物具有选择识别性的空穴。其中，伪模板分子是指和模板分子具有类似的识别或者印迹位点、相似的分子大小和形状，洗脱除去伪模板分子后，形成的空穴仍然具有选择识别性。

发明内容

为了解决敞开式电离技术无法满足在保证高灵敏度的前提下快速定性定量分析的问题，本发明提供一种具有高灵敏度且无需样本前处理的新型敞开式电离技术，分子印迹膜电喷雾电离技术(MIM-ESI)，应用于食品安全、血药浓度、抗生素残留和农药残留。

本发明首先提供一种微滤膜表面修饰与活化的方法，包括以下步骤：

1)将微滤膜浸入碱溶液中，55-65℃处理后，用纯水清洗膜表面；

2)再将步骤1)得到的膜浸入含有丙烯酸和过硫酸钾的水溶液中，脱氧后，65-75℃下恒温反应；

3)最后将步骤2)得到的微滤膜依次浸入纯水、乙腈、0.15mol·L^-1AIBN乙腈溶液中，挥干溶剂后将膜立即进入分子印迹反应液中。

本发明所述的微滤膜包括但不限于PVDF膜、PTFE膜或纤维素膜。

本发明的微滤膜表面修饰与活化的方法中，步骤1)中碱溶液为3％NaOH水溶液；55-65℃处理时间为10-15h，优选地，60℃处理12h。

本发明的微滤膜表面修饰与活化的方法中，步骤2)中将膜进去含有10％丙烯酸和1％过硫酸钾的水溶液中，脱氧；65-75℃氮气环境下恒温反应4-6h，优选地，70℃氮气环境下恒温反应5h。

本发明提供一种利用分子印迹膜电喷雾电离质谱法分析待测样本中痕量物质的方法，包括以下步骤：

1)按照上述方法进行微滤膜的表面修饰与活化；

2)合成分子印迹膜：将经表面修饰与活化后的微滤膜浸入含有模板分子、功能单体、交联剂和引发剂的分子印迹反应液中，脱氧，氮气环境下恒温聚合；所述模板分子根据待测分子选择类似物质；所述反应溶剂为氯仿和/或甲醇；

3)洗脱模板分子：将步骤2)中得到的分子印迹膜浸入洗脱溶剂中以除去模板分子；

4)将除去模板分子的分子印迹膜浸入待测样本中，取出，采用分子印迹膜电喷雾电离装置对分子印迹膜进行检测。

在本发明的一个实施例中，上述方法用于检测待测样本中的抗生素残留。