基于分子印迹技术的四种中药材生产中毒死蜱残留动态研究

摘要

在中药材的生产过程中，常用一些化学农药控制病虫害。农药是影响中药材质量的重要影响因素。中药材质量除了与有效成分成分有关外，还与农药残留的影响有密切关系。目前中药材种植中的病虫害防治以使用易降解、低毒、低残留的农药为主，如辛硫磷、毒死蜱等有机磷类农药;并提倡使用生物农药、植物源农药控制植物的病虫害。目前，关于中药材中毒死蜱残留动态研究还未见相关报道。分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique，MIT)是一种制备高分子聚合材料的新技术，具有广阔的应用前景，这种以MIT技术合成的对目标物具有特异识别作用的聚合材料被称为超分子印迹聚合物(Molecularly ImprintedPolymers(MIPs))，已经在色谱分析、环境监测等领域得到广泛应用。其中，这种应用分散剂萃取原理发展起来的具有分子印迹识别作用的固相分散萃取技术(Molecularly Imprinted Matrix Solid-phase Dispersion Extraction,MI-MSPDE),已成为当今分子印迹研究的热点领域之一。本课题选取半夏、菊薯、麦冬和茯苓等中药材中常见的残留毒死蜱作为印迹模板物，制备相应的毒死蜱分子印迹材料MIPs，并将其作为MSPD分散萃取剂，采用高效液相色谱(HPLC)/气相(GC)/质谱(MS)等仪器，建立相应毒死蜱的残留检测分析方法，为中药材中农药残留的分离富集检测以及药材质量控制提供一种新的方法与思路。本论文的主要研究内容如下:
　　1)采用基于烷基化硅胶的表面印记技术合成了毒死蜱的分子印迹聚合物，合成中选取中药材中常见的残留毒死蜱作为印迹目标;同时，功能作用单体采用甲基丙烯酸（MAA）;二元交联剂采用乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA);采用热聚合方法进行聚合反应;并且聚合中以偶氮二异丁腈(ABIN)作为MIP热聚合反应的引发剂。应用硅胶接枝表面印迹技术进行毒死蜱印迹聚合材料的合成与制备，优化聚合条件，并对聚合物的表面形态形貌、分子特异性识别机理等进行研究;然后采用特殊试剂氯化镁显著增加了印迹聚合物微球对样品中毒死蜱的吸附容量，然后将MIPs用于四种药材中残留毒死蜱的分离富集和检测。结果表明，基于分子印迹技术的固相分散萃取小柱能有效去除样品中许多杂质的干扰，快速高效地对分析目标物实现分离富集，对毒死蜱的理论吸附量值为270μg/g，实际吸附容量为143.5μg/g。
　　2)建立中药材中毒死蜱的高效液相色谱(HPLC)和气相色谱/质谱法(GC-MS)联合检测分析方法。本试验采用单因素分析方法，先优化出HPLC检测半夏、菊薯、麦冬和茯苓中毒死蜱的方法，其具体优化条件如下:柱温，25℃;进样体积，20μL;流速，0.8 mL/min;流动相，乙腈∶0.1％冰乙酸(PH=3.5)=3∶1(V/V);检测波长，210nm。然后，又优化出气相色谱-质谱法GC-MS检测药材中毒死蜱的方法，其具体优化条件如下:质谱条件:电子轰击(EI)离子源，电子能量70 eV,灯电流60μA，检测器电压1.00 kV, EI源温度200℃，接口温度250℃，溶剂延迟时间3.0 min，传输线温度:280℃。选择离子监测(m/z):199，258，286，314。该方法满足了中药材中残留毒死蜱的灵敏检测，样品中毒死蜱的方法添加回收率范围在79.9％～104.5％之间，液相色谱的检出限在0.26μg/g～0.68μg/g，气相色谱-质谱的检出限范围在0.28 ng/g～0.64 ng/g之间。
　　3)研究了毒死蜱农药在药材半夏、菊薯、麦冬和茯苓中的消解残留动态，两年的试验结果表明:以推荐剂量施药时，毒死蜱在四种药材中半衰期(T1/2)为5.7～8.0d，采收安全间隔期为21.8～30.3 d;以高剂量施药时，毒死蜱在四种药材中半衰期(T1/2)为5.8～8.0d，采收安全间隔期为30.6～35.0 d。最终残留量均小于0.10 mg/kg。
　　4)研究了毒死蜱农药对四种药材中的有效成分多糖含量的影响;结果表明，毒死蜱对菊薯中多糖含量具有正相关的显著影响关系，对其余三种药材中多糖含量的影响不显著，但也具有一定的促进作用。
　　5)对施药土壤中毒死蜱残留动态进行了研究;两次试验表明，毒死蜱在土壤的半衰期为6.0～7.1d;15d后，毒死蜱消解90％以上;前后两年试验表明，施药剂量是影响毒死蜱消解速率的主要因素之一。

目录

声明

摘要

主要缩略语说明

第一章 文献综述

1．1 研究中药材中农药安全使用的历史背景

1．2 中药材中毒死蜱应用概述

1．3 分子印记技术的发展和基本理论与方法

1．3．1 分子印记技术的形成与发展

1．3．2 分子印记技术(MIT)的基本理论与方法

1．4 农药残留动态的研究现状

1．4．1 农药残留研究的范围和目的

1．4．2 农药残留分析技术进展

1．4．3 样品的前处理技术

1．4．4 样品的检测

1．4．5 毒死蜱农药在作物中的残留动态研究现状

1．4．6 农药残留分析方法与农药残留研究的发展趋势与动态

1．5 选题立意与研究思路

1．5．1 选题意义

1．5．2 本课题论文研究思路

第二章 分子印迹聚合物的制备及其分子识别性能研究

2．1 引言

2．2 主要仪器

2．3 材料与方法

2．3．1 药品试剂

2．3．2 毒死蜱分子印迹纳米微球聚合物的制备

2．3．3 分子印迹结合性能考察

2．4 结果与分析

2．4．1 硅胶表面烷基化接枝修饰红外表征

2．4．2 分子印迹微球的形态表征

2．4．3 交联剂用量对聚合微球吸附性能的影响评价

2．4．4 烷基化硅胶用量对聚合微球吸附性能的影响评价

2．4．5 印迹微球MIPs与NIPs的吸附动力学评价

2．4．6 分子印迹微球的扫描电镜与红外光谱分析

2．4．7 印迹聚合物MIPs的选择性考察

2．4．8 印迹聚合物MIPs与NIPs吸附容量对比

2．5 讨论

第三章 分子印迹聚合物MIPs在四种药材中毒死蜱残留量检测中的应用

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 材料与试剂

3．2．2 仪器与设备

3．2．3 气相色谱-质谱仪GC-MS检测条件

3．2．4 液相色谱HPLC分析条件

3．2．5 标准曲线的配制

3．2．6 添加回收率与检出限试验

3．2．7 仪器精密度试验

3．2．8 样品处理

3．2．9 样品对比分析处理

3．3 结果与分析

3．3．1 仪器的精密度

3．3．2 方法的线性关系、检出限和定量限

3．3．3 流动相组成对色谱峰的影响

3．3．4 方法的准确度和精密度

3．3．5 仪器条件的选择

3．4 讨论

第四章 四种中药材中试验农药残留动态研究

4．1 引言

4．2 毒死蜱田间试验设计

4．3 样品采集分析

4．4 半夏、菊薯、麦冬与茯苓中毒死蜱残留动态

4．4．1 2012至2013年期间半夏残留动态

4．4．2 2012至2013年期间麦冬残留动态

4．4．3 2012年至2013年期间菊薯残留动态

4．4．4 2012年至2013年期间茯苓残留动态

4．4．5 2012年至2013年期间土壤残留动态

4．5 结果与分析

4．5．1 药材中毒死蜱动态残留分析

4．5．2 土壤中毒死蜱动态残留分析

4．6 讨论

第五章 毒死蜱的施用对四种中药材中粗多糖含量的影响

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 田间试验设计

5．2．2 仪器与试剂

5．2．3 葡萄糖标准曲线的建立

5．2．4 粗多糖的制备

5．2．5 供试品溶液的制备

5．2．6 供试品测定

5．3 结果与分析

5．3．1 毒死蜱对2012年生产药材中粗多糖的影响评价

5．3．2 毒死蜱对2013年生产药材中粗多糖的影响评价

5．4 讨论

第六章 结论

6．1 本研究主要工作总结

6．2 总结与展望

6．3 本研究创新之处

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文

附录