[发明专利]一种富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针及其应用

说明书

本发明公开了一种富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针及其在植物活体中农药残留分析及其内源性非靶向代谢物分析中的应用，富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针，包括不锈钢丝和涂覆于不锈钢丝上的表面涂层，所述表面涂层由富氮多孔聚合物和具有生物相容性的聚二甲基硅氧烷涂层组成，所制备的富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针对农药和植物内源代谢物均具有很好的萃取效果，涂层的生物相容性好且耐受高温，完全满足活体采样和热脱附仪器分析的应用需求，萃取效果优于市面上所售的价格高昂的商用固相微萃取探针。

技术领域：

本发明涉及固相微萃取领域和分析领域，具体涉及一种富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针及其应用。

背景技术：

农业生产过程中使用的农药能够直接通过植物根系或叶片进入植物体内，对植物的正常生理代谢过程造成影响，并沿食物链对生态和人体健康造成威胁，跟踪研究农药在活体植物中的富集和消除以及植物在农药污染胁迫下的代谢失衡行为与机制，对深入评估农药污染的生物风险具有重要意义。而发展能够有效萃取出植物体内性质各异的农药残留和受扰代谢物的样品前处理方法，以尽可能地避免目标物和代谢物在前处理过程中的遗失，对相关研究的开展十分重要。固相微萃取(Solid-phase microextraction，SPME)是一种操作简便且无需大量溶剂的样品前处理技术，该技术集萃取、净化、分离和富集于一体，可与色谱、高分辨质谱等多种高效分析检测仪器直接联用。由于SPME萃取装置尺寸极其微小(在微米级别)，能够在活体植物组织中近乎无损地完成分析物的一步原位萃取，并可对生物个体进行长时间的跟踪研究，因此活体SPME采样技术为植物体内污染物和代谢物的分析提供了很好的解决方案。萃取涂层是SPME技术的核心，活体SPME技术的广泛应用和高灵敏性依赖于涂层材料的发展和制备。尽管一些涂层已经实现商用化，但是这些商用探针存在价格昂贵(800～900元一支)、广谱萃取性能不理想、生物相容性差等缺点，限制了活体SPME采样技术的应用。因此，研制出具有广谱萃取性能、生物相容性好、且价格低廉的活体SPME探针具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针及其在植物活体中农药残留分析及其内源性非靶向代谢物分析中的应用。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种富氮多孔聚合物生物相容性固相微萃取探针，包括不锈钢丝和涂覆于不锈钢丝上的表面涂层，所述表面涂层由富氮多孔聚合物和具有生物相容性的聚二甲基硅氧烷组成，所述的探针的制备包括以下步骤：

S1：对苯二(三聚氰胺)(p-BzDAT单体)的制备：在乙二醇甲醚(ethylene glycolmonomethylether)溶剂中，分别加入氢氧化钾(KOH)、双氰胺(dicyandiamide)、对苯二甲腈(1,4-dicyanobenzene)，氢氧化钾、双氰胺、对苯二甲腈的摩尔比为1:(2.8～3.2):(0.6～0.7)，在氮气氛保护下加热反应，反应温度为120～145℃，反应完毕后冷却至室温，过滤收集沉淀，分别用热水和乙醇洗涤沉淀，然后将产品放入真空干燥箱70-80℃干燥，得到对苯二(三聚氰胺)(p-BzDAT单体)白色粉末；

S2：将步骤S1得到的对苯二(三聚氰胺)(p-BzDAT单体)白色粉末和甲酰胺(formamide)加入二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，p-BzDAT单体和甲酰胺的质量/体积比为1g:(0.3～0.5)mL，对苯二(三聚氰胺)(p-BzDAT单体)和二甲基亚砜溶剂的质量/体积比为1g:(95～105)mL，在氮气保护下加热反应，反应温度为170～190℃，反应完毕后冷却至室温，离心收集沉淀并用甲醇洗涤，随后以甲醇为提取剂通过索氏提取法对产品进行洗涤纯化，最后将产品放入真空干燥箱70-80℃干燥，得到米白色富氮多孔聚合物粉末；