聚丙二醇双水相体系分离/富集环境中磺胺类抗生素残留的研究

摘要

磺胺类抗生素被广泛用于预防和治疗人类和动物的细菌感染性疾病，这些抗生素便随着人类和动物的粪便或尿液排入到水环境中。目前，磺胺类抗生素对水环境的污染和它们潜在的生态危害已经引起国内外的广泛关注。因此必须建立一种快速有效的分离/富集环境水样中磺胺类抗生素残留的方法。本文构建了聚丙二醇(PPG)-盐双水相体系，讨论了不同盐在聚丙二醇溶液中的分相能力，为进一步从理论和实践上分析和应用该双水相体系奠定了坚实的基础。首次将聚丙二醇双水相萃取技术与荧光分光光度法/高效液相色谱法联用，成功用于环境水样中磺胺类抗生素残留的研究。主要研究结果如下：
　　 (1)测定了T=298.15K时，PPG400+无机盐(K3PO4/K2CO3/K2HPO4)+H2O三元体系的相图。筛选得到了适用于PPG400-无机盐双水相体系双节线数据拟合的最佳方程；基于统计几何学的方法，计算了K3PO4、K2CO3,K2HPO4三种盐在PPG400溶液中的有效排出体积(EEV)，得出三种无机盐的分相能力：K3PO4>K2HPO4>K2CO3。然后用Setschenow-type，Othmer-Tobias和Bancroft方程验证了实验所得的液-液相平衡数据的准确性；最后计算得出了三个体系的褶点。
　　 (2)测定了T=(298.15，308.15，318.15)K时，PPG400+有机盐(K3C6H5O7/K2C4H4O6/K2C2O4)+H2O双水相体系的液-液相平衡数据。筛选得到了适用于PPG400-有机盐双水相体系双节线数据拟合的最佳方程。通过计算三种盐在PPG400溶液中的EEV值，得出其分相能力：K3C6H5O7>K2C4H4O6≈K2C2O4。考察了温度对双节线的影响，结果表明，随着温度的升高，两相区逐渐增大。最后将液-液相平衡数据代入Othmer-Tobias和Bancroft方程验证了实验数据的准确性。
　　 (3)建立了PPG400-NaH2PO4双水相萃取联合分子荧光光谱法分离/富集及测定环境水样中痕量磺胺二甲嘧啶的方法。分别考察了盐的质量、溶液pH值、离心时间和温度的影响，得出了萃取的最优化条件。实验结果表明，盐析作用和憎水作用在萃取过程中起着重要的作用。在最优化条件下，加标量为10.O和20.0μg·L-1时，以实际水样为基底的加标回收率为93.2～97.7％，相对标准偏差为1.5～3.8％。
　　 (4)建立了PPG400-盐双水相萃取联合高效液相色谱法分离/富集及测定环境水样中磺胺甲恶唑抗生素的方法。考察了盐种类、盐的加入量、pH值和温度的影响，并进一步探讨了双水相的分相机制及萃取机制。在最优化条件下，实测了长江水、玉带河水、鱼塘水和自来水中磺胺类抗生素的含量，加标量为5.0和10.0μg·L-1时，样品的加标回收率为96.0～100.6％，相对标准偏差为1.0～2.4％。
　　 研究结果表明，聚丙二醇双水相体系是一种有效的分离/富集环境水样中痕量磺胺类抗生素的方法。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 双水相萃取技术及其应用研究进展

1.1.1 双水相萃取技术的基本原理

1.1.2 双水相萃取的应用

1.1.3 现阶段双水相存在的问题及前景展望

1.2 双水相体系液-液相平衡及其研究进展

1.2.1 双水相体系相图

1.2.2 双节点及液-液相平衡数据拟合方程

1.2.3 聚合物双水相体系液-液相平衡研究进展

1.3 水中磺胺类抗生素残留的研究进展

1.3.1 磺胺类药物概述

1.3.2 水中磺胺类抗生素的来源

1.3.3 磺胺类抗生素残留的分析检测技术

1.4 选题依据及研究内容

1.4.1 选题目的及意义

1.4.2 研究内容

第二章 PPG400+无机盐(K3PO4/K2CO3/K2HPO4)+H2O双水相体系相图数据的测定及关联

2.1 实验部分

2.1.1 原料

2.1.2 实验步骤

2.2 结果与讨论

2.2.1 双节点数据的测定与拟合

2.2.2 系线数据的测定与拟合

2.2.3 褶点数据

2.3 本章小结

第三章 PPG400+有机盐(K3C6H5O7/K2C4H4O6/K2C2O4)+H2O双水相体系相图数据的测定及关联

3.1 实验部分

3.1.1 原料

3.1.2 实验步骤

3.2 结果与讨论

3.2.1 双节点数据测定及关联

3.2.2 系线数据测定及关联

3.2.3 盐种类对双节线和系线的影响

3.2.4 温度对双节线和系线的影响

3.3 本章小结

第四章 聚丙二醇-NaH2PO4双水相萃取环境水样中痕量磺胺二甲嘧啶的研究

4.1 实验部分

4.1.1 试剂及样品

4.1.2 主要仪器

4.1.3 相图的测定

4.1.4 实验步骤

4.2 结果与讨论

4.2.1 相图

4.2.2 SM2在ATPS中的萃取行为

4.2.3 方法检出限和线性范围

4.2.4 实际环境水样分析

4.3 本章小结

第五章 聚丙二醇双水相萃取与HPLC联用分析环境水样中痕量磺胺甲恶唑的研究

5.1 实验部分

5.1.1 主要试剂及样品

5.1.2 标准溶液的制备

5.1.3 相图的测定

5.1.4 实验步骤

5.1.5 高效液相色谱操作条件

5.2 结果与讨论

5.2.1 相图及分相机理的研究

5.2.2 SMX在ATPS中的萃取行为

5.2.3 方法检出限和线性范围

5.2.4 实际环境水样分析

5.3 本章小结

第六章 结论、创新点及进一步工作的建议

6.1 本研究的主要结论

6.2 本研究的创新点

6.3 进一步工作的建议

参考文献

致谢

附录一： 攻读学位期间发表及录用待发表的学术论文

附录二： 中英文符号及缩写对照表