ساخت و بهينه سازي عمل كرد جاذب پليمري قالب مولكولي به منظور تشخيص انتخابي دو ايزومر پيرتروييدي در نمونه بيولوژيكي

Synthesis and optimization of application of a molecular imprinted sorbent for selective determination of two pyrethroid isomers from biological sample

مقدمه:هم زمان با توليد و استفاده گسترده از آفت كش ها جهت كنترل انواع آفات و افزايش بهره ورري در توليد محصولات كشاورزي، نگراني رو به رشدي در رابطه با اثرات مضر اين تركيبات بر سلامتي انسان وجود دارد. لذا توسعه روش هاي حساس و دقيق جهت ارزيابي مداوم غلظت آفت كش ها در سطوح شغلي و محيطي و مقايسه مقادير موجود با استاندارد هاي ملي و بين المللي از اهميت بالايي برخوردار است. مطالعه حاضر با هدف سنتز و استفاده از پليمر قالب مولكولي به عنوان يك جاذب نوين و اختصاصي در تشخيص مقادير اندك دو نوع از ايزومر هاي پيرتروييدي در نمونه بيولوژيكي به انجام رسيد. روش كار: پليمر قالب مولكولي به روش غير كووالانسي و با استفاده از پرمترين به عنوان ملكول الگو، كلروفرم به عنوان حلال پليمريزاسيون، متاكريليك اسيد به عنوان مونومر عاملي و اتيلن گليكول دي متاكريلات به عنوان پيوند دهنده عرضي و تحت دماي55 درجه سانتي گراد در حمام روغن آماده سازي شد. جهت بررسي ساختار و اندازه ذرات پليمري حاصل از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده گرديد. پس از آن فاكتور هاي حياتي تاثير گذار بر ويژگي هاي تشخيصي پليمر سنتز شده با در نظر گرفتن يك بازه عملياتي مشخص جهت دست يابي به بالاترين راندمان جذب و بازيافت پرمترين از نمونه بيولوژيكي مورد ارزيابي و بهينه سازي قرار گرفتند. يافته ها:با استفاده از روش پليمريزاسيون رسوبي ذرات پليمر قالب مولكولي يكنواخت با ساختار كروي و در محدوده ابعادي نانو (كمتر از 21/2نانومتر) حاصل شد. تحت شرايط بهينه سازي شده روش جداسازي از طريق فاز جامد به كمك پليمر قالب مولكولي توانايي بالايي براي جذب و بازيافت ايزومر هاي آفت كش مورد نظر از نمونه بيولوژيكي از خود نشان داد و بيش از 93درصد بازيافت از نمونه اسپايك حاصل گرديد. هم چنين منحني كاليبراسيون خطي در بازه غلظتي 20تا 120ميكروگرم بر ليتر به دست آمد و حد تشخيص روش براي هر دو ايزومر مورد بررسي كم تر از 6ميكروگرم بر ليتر محاسبه شد. در نهايت وجود تركيبات مزاحم تا ميزان 100برابر آناليت اصلي تاثير معنا داري در ويژگي انتخابي روش نداشت. نتيجه گيري: كاربرد پليمر قالب مولكولي به عنوان فاز استخراج كننده جامد به همراه روش آناليز كروماتوگرافي مايع با كاركرد بالا مزايايي از جمله حساسيت و انتخاب پذيري بالا را نشان داد كه اين مساله روش مذكور را به انتخابي قابل اعتماد جهت ارزيابي كمي و دقيق آفت كش مورد نظر در نمونه بيولوژيكي پيچيده تبديل مي كند.

Introduction: Along with the extensive production and use of various pesticides for controlling pests and enhancing the production of agricultural crops, there is a growing concern about the adverse effects of these toxic materials on human health. Therefore, the development of sensitive, selective, and accurate methods for continuous assessment of pesticides concentration in occupational and environmental fields and comparing them with national and international standards is of great importance. This study was aimed at synthesis and application of molecularly imprinted polymer as a selective sorbent for residue determination of two pyrethroid isomers in biological samples. Material and Methods: The MIP particles were prepared by a non-covalent approach using permethrin as a template, chloroform as progen solvent, methacrylic acid as functional monomer and ethyleneglycol dimethacrylate as cross-linker, at 55 °C for 18 hours in an oil bath. Field emission scanning electron microscopy was used to investigate the morphology and size of polymer particles. Afterward, the critical parameters, which could affect the recognition properties of synthesized MIP, were investigated and optimized under the selected operational ranges for the highest adsorption and recycling yield in solidphase extraction of permethrin in biological samples Results: using precipitation polymerization technique, uniform and spherical particles with the nanoranged diameter (less than 21.2 nanometers) were obtained. Under the optimized condition, the designed molecularly imprinted solid-phase extraction (MISPE) technique exhibited great potential for the extraction of pesticide isomers in the real sample. More than 93 % of the recovery obtained from spiked urine samples. The linear calibration curve was obtained from 20-120 μg.L-1 (R2=0.99) and the detection limit was less than 6 ppb for both isomers. The presence of interferences had no effect on the selectivity of the method up to 100-fold. Conclusion: employing the molecular imprinted solid-phase extraction method along with the highperformance liquid chromatography technique resulted in a selective and sensitive approach, suitable for quantitative monitoring of the desired pesticide in complex biological samples.