[发明专利]基于磁性纳米复合材料检测畜禽粪便中多种抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种基于磁性纳米复合材料检测畜禽粪便中多种抗生素的方法，以基于Fe₃O₄‑MWCNTs磁性纳米复合材料改进的QuEChERs方法为样品前处理手段，结合高灵敏的UPLC‑MS/MS为检测手段，建立同时检测畜禽粪便中15种磺胺类抗生素残留的快速检测技术。与传统的吸附剂相比，Fe₃O₄‑MWCNTs磁性纳米复合材料可以利用外部磁体实现固液分离，在净化效果、分离速度和可重复使用性方面具有明显优势。

技术领域

本发明涉及一种基于磁性纳米复合材料检测畜禽粪便中多种抗生素的方法，属于农业检测技术领域。

背景技术

随着畜牧业的大规模和集约化发展，抗生素被广泛用于预防和治疗动物疾病，但畜禽对抗生素的吸收率较低，60％-90％的抗生素会以母体或代谢产物形式进入环境，未经处理的畜禽粪污直接排放会导致抗生素在环境中蓄积，甚至导致抗性基因的污染，使畜禽粪污成为继温室效应、白色污染之后的又一重大环境问题。在中国，每年有超过20,000吨的磺胺类抗生素(SAs)被引入生物圈。SAs药物均可与血浆蛋白不同程度地结合，在严重的情况下，可能导致造血系统功能障碍和免疫器官受损，是继发性混合感染和死亡的主要原因。SAs也是碳酸酐酶的抑制剂，过量的SAs会引起酸中毒，甚至具有致癌性。因此，建立简单、高效、高灵敏的检测方法具有重要意义。现代分析方法对预处理有更高的要求，预处理的结果直接影响分析指标，成本和效率，因而改进优化前处理方法十分有必要。

QuEChERS样品制备技术具有快速、简便、廉价、有效、坚固耐用和安全的特点，通过选择性吸附来实现目标化合物的分离、纯化和浓缩。QuEChERS自从首次引入以来就已经进行了修改，并发展为具有强大适用性的多样化制备方法。此外，QuEChERS还具有对环境的污染小，可重复性高和稳定性高等特点。Safarikova在1999年提出了一种基于磁性纳米粒子的磁性固相萃取技术，与传统吸附材料相比，磁性纳米材料在富集倍数，提取速度，快速分离和可重复使用性方面均具有明显优势。相较于C18、PSA等吸附材料，多壁碳纳米管(MWCNTs)表现出各种显著的特征，例如丰富的π电子，出色的热稳定性，中空管结构，异常大的比表面积(150-1500m²/g)，建立π-π相互作用的能力和易于功能化的能力，因此具有良好的应用前景，但是MWCNTs难以回收，是制约其使用的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明建立了一种基于磁性纳米复合材料检测畜禽粪便中多种抗生素的方法，以基于Fe₃O₄-MWCNTs磁性纳米复合材料改进的QuEChERs方法为样品前处理手段，结合高灵敏的UPLC-MS/MS为检测手段，建立同时检测畜禽粪便中多种磺胺类抗生素残留的快速检测技术。与传统的吸附剂相比，Fe₃O₄-MWCNTs磁性纳米复合材料可以利用外部磁体实现固液分离，在净化效果、分离速度和可重复使用性方面具有明显优势。

本发明的技术方案如下：一种基于磁性纳米复合材料检测畜禽粪便中多种抗生素(磺胺类抗生素)的方法，其特征是，包括以下步骤：

1)合成Fe₃O₄-MWCNTs磁性纳米复合材料

氮气保护下，将MWCNTs分散在超纯水中，加入FeCl₃和FeCl₂，加入碱溶液调pH至11-13，制备得到Fe₃O₄-MWCNTs复合材料，备用；

2)待检测畜禽粪便样品前处理

采集畜禽粪便样品并进行冻干、粉碎、过筛处理，称取畜禽粪便样品，加入萃取溶液(1％甲酸水：乙腈V：V＝2：8)，涡旋，超声处理；随后加入Na₂SO₄和NaCl，涡旋混合，超声处理，离心，得到上清液；

3)磁固相萃取