离子液体_Bmim_PF_6萃取四环素类抗生素的研究

第41卷第1期东北师大学报(自然科学版)Vo l.41No.1 2009年3月Journal o f No rtheast N or mal U niv er sity(N atural Science Edit ion)M arch2009

[文章编号]1000-1832(2009)01-0080-04

离子液体[Bmim]PF6萃取

四环素类抗生素的研究

马春宏1,2,闫永胜1,李东影2,王良1,2,王仁章3,尹彦苏2

(11江苏大学化学化工学院,江苏镇江212013;

21吉林师范大学化学学院,吉林四平136000;

31三明学院化学与生物工程系,福建三明365004)

[摘要]用疏水性离子液体[Bmim]PF6萃取分离了四环素类抗生素.用紫外分光光度法进行了检测,同时考察了萃取体系的pH值、萃取的时间、离子液体的用量以及离子液体-水萃取体系对萃取率的影响.结果表明:萃取过程很快就能达到平衡,并且比传统的有机溶剂具有更好的萃取效果;La(Ó)-TC(TC为四环素)、La(Ó)-OTC(OTC为土霉素)和La(Ó)-CT C (CTC为金霉素)的最高萃取率分别为94.13%,51.15%和95.68%.

[关键词]离子液体[Bmim]PF6;萃取;四环素类抗生素;分光光度法

[中图分类号]O62[学科代码]150#20[文献标识码]A

0引言

四环素类(tetracy clines,T Cs)抗生素是由放线菌属产生的氢化并四苯环衍生物,对革兰氏阳性菌与阴性菌、立克次体、滤过性病毒、螺旋体属乃至原虫类都有很好的抑制作用,是一种广谱抗菌素,具有促进生长、预防与治疗动物肠道感染、提高成活率和饲料转化率的作用.在临床上主要用于治疗革兰氏阳性与阴性菌、支原体、衣原体、立克次体和螺旋体等致病原引起的感染,属人畜共用药物,其应用非常广泛.然而,由于过量使用抗生素对环境造成持续性的污染,使病原菌容易诱导耐药菌株,损害肾功能和造血功能,威胁着人类的健康和生存环境,因此,需要建立一种高效快速的分离检测四环素类抗生素残留的方法,以降低四环素类抗生素对人类及环境的威胁.[1-3]

近年来,一种新型绿色溶剂)))离子液体的出现引起各国学者的广泛关注,离子液体又称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等,即在室温或室温附近温度下由离子构成的呈液态的物质.与传统的有机溶剂相比离子液体具有挥发性低、不易燃、热稳定、电化学窗口大、极性强、酸度可调、熔点低、液态区间宽、可溶解很多有机物和无机物、无毒性等优点.离子液体的种类繁多,可以根据不同需要设计成符合需要的功能化离子液体.离子液体目前已经被广泛应用于催化、电化学和萃取分离等领域.[4-7]文献[6]测定了苯酚、苯基酚、苯二酚等几种不同取代基的酚类物质在疏水性离子液体[Bmim]PF6和[Dmim]PF6与水两相中的分配系数,提出了可以通过调节离子液体结构用于萃取分离不同成分的含酚废水.

目前关于四环素类抗生素残留的测定方法多为微生物法、高效毛细管区带电泳法及HPLC等,但因大多提取方法繁琐、分离度差、线系性范围窄且仪器昂贵,而受到限制.关于离子液体用于四环素类抗生素的萃取分离还未见报道,本文根据文献[8-9]有关四环素类抗生素与金属元素形成络合物的报道,利用四环素[收稿日期]2008-09-12

[基金项目]国家自然科学基金资助项目(20777029);吉林省教育厅基金资助项目(20070156).

[作者简介]马春宏(1976)),女,讲师,博士研究生,主要从事环境分析化学(离子液体在分析化学中的应用)研究;

[通讯作者]闫永胜(1962)),男,教授,博士研究生导师,主要从事分析化学及环境科学研究.

第1期马春宏,等:离子液体[Bmim]PF 6萃取四环素类抗生素的研究类抗生素与La(Ó)形成络合物后进行萃取,以疏水性离子液体[Bmim]PF 6为萃取剂,选择了几种四环素类抗生素为溶质,研究了疏水性离子液体萃取分离四环素类抗生素的性能,考察了萃取体系的pH 值、离子液体-水萃取体系相比对萃取结果的影响,利用紫外分光光度法对四环素类抗生素的含量进行了检测.1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:UV -2550型紫外分光光度计;低速离心机(长沙市科纬仪器厂);SK5200H 型超声波清洗机(上海科导超声仪器有限公司).

试剂:La(N O 3)3#6H 2O(天津市福晨化学试剂厂);TC,OT C 和CT C(中国药品生物制品检定所,化学对照品)纯度分别为97.5%,88.2%和95.3%;Clar k -Lubs 缓冲溶液;离子液体[Bmim ]PF 6(上海镁锶钡实业有限公司化学事业部)纯度为97%;N,N c -二甲基甲酰胺(天津市富宇精细化工有限公司);实验用水均为二次蒸馏水;实验所用药品均为分析纯.

1:La -TC(离子液体相K =391n m,A =0.365);2:La -T C(水相K =383n m,A =0.126);3:La -OT C(离子液体相K =382nm,A =0.178);4:La -OT C(水相K =381nm,A =0.169);5:La -CT C (离子液体相K =393nm,A =0.313);6:La -CTC (水相K =393n m,A =0.106).

图1 离子液体相及水相的紫外吸收光谱

1.2 离子液体萃取四环素类抗生素与La(Ó)的络合

物

准确量取1mL 1.0@10-4mol/L 四环素类标准

溶液于10.0m L 离心试管中,依次加入1.0mL 1@

10-4mo l/L 的La(NO 3)3溶液和1.0mL pH =6~7

的Clark -Lubs 缓冲溶液(用浓度均为012m ol/L 的

H 3BO 3,KCl 和NaOH 按一定比例混合配成一系列不

同pH 值的溶液),用蒸馏水稀释至5.0mL,摇匀,静

止50m in,充分反应后,再加入0.2m L 离子液体

[Bm im]PF 6,在室温下超声萃取30min,取出,放在低

速离心机中离心大约1m in,移出下层离子液体相,加

入N,N c -二甲基甲酰胺至3.0m L(疏水性离子液体

[Bm im]PF 6与N,N c -二甲基甲酰胺互溶),用紫外分

光光度计分别检测水相和离子液体相中络合物的吸

光度,进而得出萃取率(E ),萃取率的计算公式为E =Q 离子液体相/(Q 离子液体相+Q 水相)@100%=c 离子液体相#V 离子液体相/(c 离子液体相#V 离子液体相+c 水相#V 水相)@100%.(1)

离子液体萃取四环素类抗生素与金属元素La(Ó)络合时离子液体相与水相中的络合物的紫外吸收光谱见图1.

2 结果与讨论

由于离子液体[Bm im ]PF 6在紫外-可见光谱区没有吸收,四环素类抗生素在274及356nm 附近有吸收,用疏水性离子液体[Bm im]PF 6直接萃取四环素类抗生素时吸收峰红移,说明四环素类抗生素与疏水性离子液体发生了反应,因此不能直接用疏水性离子液体萃取.我们可以根据四环素分子结构的特点(四环素分子中存在电子给体,能与金属离子形成不同形式的络合物)使其形成一种新的物质后再进行萃取分离检测,我们采用四环素类抗生素TC,OT C 和CTC 与稀土元素镧La(Ó)在pH = 6.5的缓冲溶液中反应形成黄色络合物后,用疏水性离子液体[Bm im ]PF 6萃取,再用紫外分光光度法进行检测.

2.1 络合物的形成

首先分别准确量取1.0m L 110@10-4mo l/L 四环素类标准溶液于10.0mL 离心试管中,加入蒸馏水稀释至5.0m L,在紫外-可见区进行扫描,得出四环素类抗生素的吸收光谱(见图2).准确量取1mL 四环素类标准溶液于10.0mL 离心试管中,依次加入1.0m L 110@10-4m ol/L La(NO 3)3溶液、1.0mL pH =6~7的Clark -Lubs 缓冲溶液,用蒸馏水稀释至5.0m L,摇匀,静止30min 后,以水为参比,用5.0mL 比色管在紫外分光光度计上扫描其最大吸收波长及在最大吸收波长处的吸光度.得出La(Ó)与TC,OT C 和CT C 等不同四环素类抗生素络合物的吸收光谱(见图3).该结果与文献[10]的报道一81