[0041] 下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明,下述说明仅是示例性的,并不对其内容进行限定。
[0042] 下述实施例中,如无特别说明,各浓度均为质量百分浓度。
[0043] 下述实施例中,所用1,3,5‑三醛基间苯三酚(Tp)、2,6‑二氨基蒽醌(DA)、吲哚‑3‑乙酸(IAA)、吲哚‑3‑丙酸(IPA)、吲哚‑3‑丁酸(IBA)、1‑萘乙酸(1‑NAA)、2‑萘乙酸(2‑NAA)、1‑萘氧乙酸(1‑NOA)和2‑萘氧乙酸(2‑NOA)购自美国Sigma公司。其他试剂如无特别说明,均为市购产品。
[0044] 实施例1
[0045] 制备Fe3O4@COF(TpDA)吸附剂,步骤如下:
[0046] 1、Fe3O4纳米粒子的制备
[0047] 将1.35g FeCl3·6H2O,3.85g NH4OAC和0.40g柠檬酸钠分散于70mL乙二醇中,并在室温下通过磁力搅拌混合1h以产生均匀溶液。将所得溶液转移到100mL反应釜中,然后加热至200℃保持16h。待冷却至室温后,用外部磁铁收集产物,并用乙醇和水洗涤数次,直至上清液澄清。最后,将产物在60℃下真空干燥,得Fe3O4纳米粒子。
[0048] 2、Fe3O4@COF(TpDA)的制备
[0049] 将63.0mg Tp,107.2mg DA和80mg Fe3O4纳米粒子分散在3mL二恶烷中。将混合物转移到一耐压管中,然后将耐压管在液氮浴中快速冷冻,将耐压管抽空至19mbar并火焰密封,待温度恢复至室温后,将悬浮液置于120℃的烘箱中保持3d。待冷却至室温后,用外部磁铁收集产物,用DMF和THF洗涤数次,直至上清液澄清。然后将产物在80℃下干燥,即为Fe3O4@COF(TpDA)。
[0050] 图1为所得Fe3O4纳米粒子和Fe3O4@COF(TpDA)的透射电镜(TEM)图,从图中可以看出,Fe3O4纳米粒子为球形,表面光滑,而Fe3O4@COF(TpDA)表面粗糙,这表明在Fe3O4纳米粒子的表面上形成了COF(TpDA)壳,并且COF(TpDA)壳的厚度约为75nm。
[0051] 图2为所得Fe3O4纳米粒子和Fe3O4@COF(TpDA)的X射线衍射(XRD)谱图,从图中可以看出,在30.1°,35.3°,42.9°,53.2°,57.1°和62.6°的衍射峰分别与(220),(311),(400),(402),(511)和(440)晶面对应,表明制备的Fe3O4纳米粒子具有良好的结晶度。与Fe3O4纳米粒子的XRD谱图相比,Fe3O4@COF(TpDA)在3.1°处的衍射峰可能归因于低结晶度的COF(TpDA)壳。
[0052] 图3为所得Fe3O4纳米粒子和Fe3O4@COF(TpDA)的傅立叶红外光谱(FT‑IR)图,从图‑1 ‑1 ‑1中可以看出,在596cm 处的强吸收带是Fe‑O‑Fe振动的特征,而在3449cm 和1575cm 处的吸收带主要是由表面吸附的水和羟基产生的。和Fe3O4纳米粒子的FT‑IR谱图对比,发现‑1
Fe3O4@COF(TpDA)在1263cm 处显示出新的吸收带,是由C‑N产生的,验证了COF(TpDA)壳的形成。
[0053] 图4为所得Fe3O4@COF(TpDA)的N2吸附‑解吸等温线,该等温线证实了Fe3O4@COF2
(TpDA)的多孔结构,其为中孔结构。经检测,Fe3O4@COF(TpDA)的BET比表面积为180.2m/g,
3
孔体积为0.31cm /g,平均孔径为3.5nm。Fe3O4@COF(TpDA)材料的大比表面积使其成为提取PGRs的理想吸附剂。
[0054] 图5为所得Fe3O4纳米粒子和Fe3O4@COF(TpDA)的磁滞曲线。Fe3O4@COF(TpDA)的饱和磁化强度值为62.3emu/g,表明其具有超顺磁特性。尽管Fe3O4@COF(TpDA)的饱和磁化强度值低于Fe3O4纳米粒子的饱和磁化强度值,但这种高饱和磁性已经足以使Fe3O4@COF(TpDA)对外部磁体产生快速响应。如图5插图所示,Fe3O4@COF(TpDA)可以很好地分散在水中以形成棕色悬浮液,并在外部磁体的帮助下非常快速地收集,收集仅需要30s,使用方便。
[0055] 实施例2
[0056] 以实施例1制备的Fe3O4@COF(TpDA)为吸附剂,对检测PGRs的工艺条件进行筛选,步骤如下:
[0057] 1、标准溶液配制
[0058] 分别称取10mg的IAA、IPA、IBA、1‑NAA、2‑NAA、1‑NOA和2‑NOA,将它们分别溶解在10mL的乙腈中,配成浓度为1mg/mL的PGRs标准溶液,放在4℃的冰箱中避光储存,备用。
[0059] 2、色谱条件
[0060] 在配备二极管阵列检测器的Agilent 1260型高效液相色谱仪(安捷伦公司)上进行色谱分析。在Hypersil GOLD C18柱(150×4.6mm,3μm)上进行PGRs的分离。选择5%的乙腈水溶液(A)和纯乙腈(B)作为流动相。洗脱采用梯度洗脱,程序为(体积分数):从30%B开始,在2min内增加至34%B,保持11min。然后,在2min内增加至100%B。流速设定为1mL/min,柱温设定为25℃。检测波长设定为280nm,注入体积为10μL。在测试下一个样品之前,将色谱柱用初始流动相平衡5min。
[0061] 3、磁性固相萃取
[0062] 将一定量的Fe3O4@COF(TpDA)分散在10mL PGRs标准溶液中,所得悬浮液在VX‑200漩涡混合器中涡旋一段时间以实现PGRs与吸附剂之间的吸附。然后,通过外部磁铁收集Fe3O4@COF(TpDA)材料并除去上清液。接着,在超声波作用下用洗脱剂将PGRs从Fe3O4@COF(TpDA)材料中解吸出来。最后,收集洗脱液并用0.22μm的尼龙膜过滤,进行HPLC分析。
[0063] 3.1洗脱剂的筛选
[0064] 洗脱剂是决定提取效率的重要因素之一。由于PGRs具有弱酸性,当pH改变时,PGRs将转变为中性或离子形式。因此,选择六种不同的洗脱剂进行研究,分别为(wt%):含有5%甲酸的乙腈、含有5%甲酸的甲醇、含有5%甲酸的乙醇、乙腈、甲醇和乙醇。如图6所示,当洗脱剂是含有5%甲酸的乙腈时,各PGRs的峰面积最高。此外,进一步优化了洗脱剂中甲酸的含量(图7)。结果表明,选择含1%甲酸的乙腈作为洗脱剂是合适的。
[0065] 3.2吸附剂质量的筛选
[0066] 吸附剂的质量在MSPE步骤中起着至关重要的作用。为了检测吸附剂质量的影响,洗脱剂(1mL含1%甲酸的乙腈),吸附时间(5min)和解吸时间(10min)是固定的,考察了吸附剂质量在3‑24mg范围内的萃取性能。图8显示PGRs的峰面积随着吸附剂质量的增加而增加,直至其达到15mg,并且此后保持平衡。因此,使用的吸附剂的量选定为15mg。
[0067] 3.3吸附时间的筛选
[0068] 吸附时间也是影响萃取性能的一个因素。所以接下来,通过调节涡旋时间(1‑15min)来探索吸附时间对萃取性能的影响,如图9。结果表明,涡旋5min就足以使吸附剂从
10mL溶液中吸附PGRs。因此,使用5min作为最佳的吸附时间。
[0069] 3.4解吸时间的筛选
[0070] 最后,研究了解吸时间对提取性能的影响,并且从图10中发现,解吸时间对PGRs富集的影响不明显。综合考虑,选择10min作为解吸时间比较合适。
[0071] 经过筛选,优选的磁性固相萃取步骤为:将15mg的Fe3O4@COF(TpDA)分散在10mLPGRs标准溶液中,所得悬浮液在VX‑200漩涡混合器中涡旋5min以实现PGRs与吸附剂之间的吸附。然后,通过外部磁铁收集Fe3O4@COF(TpDA)材料并除去上清液。接着,在超声波作用下用1mL含1%甲酸的乙腈将PGRs从Fe3O4@COF(TpDA)材料中解吸出来,解吸10min。最后,收集洗脱液并用0.22μm的尼龙膜过滤,进行HPLC分析。
[0072] 实施例3
[0073] 上述实施例2筛选得到的优化方法步骤如下:
[0074] 1、标准溶液或样品溶液的配制
[0075] 分别称取10mg的IAA、IPA、IBA、1‑NAA、2‑NAA、1‑NOA和2‑NOA,将它们分别溶解在10mL的乙腈中,配成浓度为1mg/mL的PGRs标准溶液,放在4℃的冰箱中避光储存,备用。
[0076] 将水果或蔬菜样品切成小块并搅碎,称取5g样品和6mL甲醇转移到10mL离心管中,将其超声处理40min,然后将离心管以4000rpm离心10min,收集上清液。使用相同的步骤将样品再提取三次,合并萃取液并用氮气干燥,除去大部分甲醇(因为PGRs在水中的溶解度小,因此要保留少量溶剂以保证分析物完全溶解)。最后,将萃取液用水稀释至10mL,即为样品溶液,备用。
[0077] 2、色谱条件
[0078] 在配备二极管阵列检测器的Agilent 1260型高效液相色谱仪(安捷伦公司)上进行色谱分析。在Hypersil GOLD C18柱(150×4.6mm,3μm)上进行PGRs的分离。选择5%的乙腈水溶液(A)和纯乙腈(B)作为流动相。洗脱采用梯度洗脱,程序为(体积分数):从30%B开始,在2min内增加至34%B,保持11min。然后,在2min内增加至100%B。流速设定为1mL/min,柱温设定为25℃。检测波长设定为280nm,注入体积为10μL。在测试下一个样品之前,将色谱柱用初始流动相平衡5min。
[0079] 3、磁性固相萃取
[0080] 将15mg的Fe3O4@COF(TpDA)分散在10mLPGRs标准溶液中,所得悬浮液在VX‑200漩涡混合器中涡旋5min以实现PGRs与吸附剂之间的吸附。然后,通过外部磁铁收集Fe3O4@COF(TpDA)材料并除去上清液。接着,在超声波作用下用1mL含1%甲酸的乙腈将PGRs从Fe3O4@COF(TpDA)材料中解吸出来,解吸10min。最后,收集洗脱液并用0.22μm的尼龙膜过滤,进行HPLC分析。
[0081] 对上述优化方法的线性、检测限(LOD)、定量限(LOQ)、准确度和精密度进行评价。使用外标法对PGRs进行定量。PGRs的线性检测范围为50‑2000μg/L。为了获得在该浓度范围内的线性关系,使用上述方法在该范围内选取8个不同浓度的样品进行检测,并且在峰面积与每个浓度之间绘制标准曲线。LOD和LOQ分别根据在3和10的信噪比(S/N)下估算。结果如下表1所示。
[0082] 表1
[0083] 分析物 保留时间(min) R LOD(μg/L) LOQ(μg/L)IAA 6.85 0.9998 5.17 17.23
IPA 7.46 0.9999 5.21 17.37
IBA 9.34 0.9999 5.00 16.67
2‑NOA 11.15 0.9990 7.37 24.57
1‑NAA 11.81 0.9999 4.68 15.60
2‑NAA 12.17 0.9999 7.39 24.63
1‑NOA 13.39 0.9995 7.51 25.03
[0084] 将制备的Fe3O4@COF(TpDA)材料应用于水果和蔬菜(包括桔子、苹果、黄瓜和番茄)中微量PGRs的检测,苹果、桔子、番茄和黄瓜是从山东曲阜超市所购买。通过回收率验证上述方法的准确度,将两种浓度(10μg/kg和100μg/kg)的所有分析物加标到实际的水果或蔬菜样品中来计算回收率。根据可重复性评估其精密度,通过对两个浓度水平的加标样品和实际样品检测三次来计算相对标准偏差(RSD)。结果见下表2和3。
[0085] 表2桔子和苹果样品的加标实验结果(n=3)
[0086]
[0087]
[0088] 表3黄瓜和番茄样品的加标实验结果(n=3)
[0089]
[0090]
[0091] 从以上数据可以看出,本发明方法显示出令人满意的线性关系,相关系数(R)≥0.9990,并且PGRs的LODs和LOQs分别在4.68‑7.51μg/L和15.60‑25.03μg/L范围内。此外,实际样品中7种PGRs的回收率范围为83.0‑105.0%,RSD在0.7‑4.5%的范围内。本发明方法准确度高、重复性好,可以使用。在上述四种实际样品中,除了在桔子样品中检测到2‑NOA(4.7μg/kg)外,在其他实际样品中均未检测到PGRs的存在。桔子样品经过MSPE之后的色谱图如图11所示,从图中可以看出,各分析物峰形好、分离度好。
[0092] 实施例4
[0093] 为了证实本发明方法的适用性,将本发明与现有技术中的相关检测方法进行了比较(表4和5),发现本发明方法具有以下几个优点:1、本发明方法需要较少的吸附剂和萃取时间来吸附PGRs;2、本发明方法适用于较多的PGRs分析,并且操作步骤简单。此外,本发明方法的灵敏度和准确度与采用HPLC‑UV检测的工作相当甚至更好。
[0094] 表4不同检测方法比较
[0095]
[0096] 表5不同检测方法比较
[0097]
[0098]
[0099] 参考文献1:Gupta V,Kumar M,Brahmbhatt H,et al.Simultaneous determination of different endogenetic plant growth regulators in common green seaweeds using dispersive liquid‑liquid microextraction method[J].Plant Physiology and Biochemistry,2011,49(11):1259‑1263.
[0100] 参考文献2:Wang L,Wang M,Yan H,et al.A new graphene oxide/polypyrrole foam material with pipette‑tip solid‑phase extraction for determination of three auxins in papaya juice[J].Journal of Chromatography A,2014,1368:37‑43.[0101] 参考文献3:Wang Z H,Xia J F,Han Q,et al.Multi‑walled carbon nanotube as a solid phase extraction adsorbent for analysis of indole‑3‑butyric acid and 1‑naphthylacetic acid in plant samples[J].Chinese Chemical Letters,2013,24(7):588‑592.
[0102] 参考文献4:Zhang Y,Li Y,Hu Y,et al.Preparation of magnetic indole‑3‑acetic acid imprinted polymer beads with 4‑vinylpyridine andβ‑cyclodextrin as binary monomer via microwave heating initiated polymerization and their application to trace analysis of auxins in plant tissues[J].Journal of Chromatography A,2010,1217(47):7337‑7344.
[0103] 参考文献5:Chen J,Cao S,Zhu M,et al.Fabrication of a high selectivity magnetic solid phase extraction adsorbent based onβ‑cyclodextrin and application for recognition of plant growth regulators[J].Journal of Chromatography A,2018,1547:1‑13.
[0104] 参考文献6:Chen J Y,Cao S R,Xi C X,et al.A novel magneticβ‑cyclodextrin modified graphene oxide adsorbent with high recognition
capability for 5plant growth regulators[J].Food Chemistry,2018,239:911‑919.[0105] 对比例1
[0106] Fe3O4@COF(TpBD)的制备:将63.0mg Tp,82mg联苯胺(BD)和80mg Fe3O4纳米粒子分散在3mL二恶烷中。将混合物转移到一耐压管中,然后将耐压管在液氮浴中快速冷冻,将耐压管抽空至19mbar并火焰密封,待温度恢复至室温后,将悬浮液置于120℃的烘箱中保持3d。待冷却至室温后,用外部磁铁收集产物,用DMF和THF洗涤数次,直至上清液澄清。然后将产物在80℃下干燥,即为Fe3O4@COF(TpBD)。
[0107] 1、标准溶液的配制
[0108] 分别称取10mg的IAA、IPA、IBA、1‑NAA、2‑NAA、1‑NOA和2‑NOA,将它们分别溶解在10mL的乙腈中,配成浓度为1mg/mL的PGRs标准溶液,放在4℃的冰箱中避光储存,备用。
[0109] 2、色谱条件
[0110] 同实施例1。
[0111] 3、磁性固相萃取
[0112] 为了体现Fe3O4@COF(TpDA)在检测PGRs中的优点,分别将实施例1的Fe3O4@COF(TpDA)和Fe3O4@COF(TpBD)作为吸附剂在相同的MSPE条件下对PGRs进行吸附,步骤如下:将15mg吸附剂分散在10mL PGRs标准溶液中,所得悬浮液在VX‑200漩涡混合器中涡旋5min以实现PGRs与吸附剂之间的吸附。然后,通过外部磁铁收集吸附剂材料并除去上清液。接着,在超声波作用下用1mL含1%甲酸的乙腈将PGRs从吸附剂材料中解吸出来,解吸10min。最后,收集洗脱液并用0.22μm的尼龙膜过滤,进行HPLC分析,结果如下:
[0113] 表6不同吸附剂比较
[0114]
[0115] 从上表结果可以看出,虽然Fe3O4@COF(TpBD)作为MSPE吸附剂也可以通过π‑π相互作用和疏水作用富集一定量的PGRs,但是吸附量要比Fe3O4@COF(TpDA)作为MSPE吸附剂富集PGRs时少很多。因此,Fe3O4@COF(TpDA)是作为MSPE吸附剂对PGRs进行富集的最佳选择。
[0116] 对比例2
[0117] 1、标准溶液的配制
[0118] 分别称取10mg的IAA、IPA、IBA、1‑NAA、2‑NAA、1‑NOA和2‑NOA,将它们分别溶解在10mL的乙腈中,配成浓度为1mg/mL的PGRs标准溶液,放在4℃的冰箱中避光储存,备用。
[0119] 2、色谱条件
[0120] 在配备二极管阵列检测器的Agilent 1260型高效液相色谱仪(安捷伦公司)上进行色谱分析。在Hypersil GOLD C18柱(150×4.6mm,3μm)上进行PGRs的分离。选择5%的乙腈水溶液(A)和纯乙腈(B)作为流动相。洗脱采用梯度洗脱,程序为(体积分数):0‑2min,流动相B为30%;2‑10min,流动相B从30%增加到34%;10‑15min,流动相B从34%增加到100%。流速设定为1mL/min,柱温设定为25℃。检测波长设定为280nm,注入体积为10μL。在测试下一个样品之前,将色谱柱用初始流动相平衡5min。
[0121] 3、磁性固相萃取
[0122] 同实施例1。
[0123] 对磁性固相萃取得到的分析物进行HPLC分析,结果如图12所示。从图中可以看出,由于洗脱程序的改变,有一个PGRs无法出峰。