1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}1课题背景农药是现代农业生产中不可或缺的组成部分，农药残留是使用农药后的必然结果。
大批量的使用农药后，农药会在土壤中不断地积累，当农药残留达到一定程度将会明显地影响土壤性质。
作物耕种在受农药污染的土壤之中，会不断从土壤中吸收农药分子并在自身内部累积，不仅影响作物自身的正常生长，同时会通过食物链直接影响人畜安全。
进食这类被污染的农作物，人们的体内很容易积累残留的农药分子，当积累的农药分子达到一定程度时就会造成中毒。
分子印迹技术 (The technology of molecular imprinting) 是通过模拟自然界抗原抗体和底物酶的高特异性识别特性，设计并合成在空间结构和结合位点上对特定分子有专一结合作用的聚合物的一项技术。
分子印迹聚合物 (molecularly imprinted polymers, MIPs) 与磁特性的结合，对比传统的MIPs，磁性分子印迹聚合物不仅具有优良的磁性，易于在复杂介质中进行磁分离，而且同样能够对模板分子进行特异性吸附[1]。
目前，由于它具有成本低、制备简单、稳定性好、选择性高、可重复利用、耐受性强等优点，得到了广泛使用，被广泛应用于环境、食品和生物样品中的分析物的富集和提取，在食品安全和环境保护方面有着广阔的应用前景[2]。
2现有农药检测方法2.1现有前处理方法随着食品工业和相关监管部门对农业和食品加工产品愈发严格的质控和监管，AIMS技术在检测来自样品的各种痕量污染物中发挥着关键作用,但样品基质的多样性和复杂性往往导致测定时基质和目标物的相互干扰，同时由于对被检测物的浓度要求越来越低，稳定性随时变化，因而给分析检测带来了一系列困难，尤其是各种环境的生物样本采集后直接进行处理的可能性很小，一般都要经过样本制备与前处理以后才能测定。
目前经典常用的前处理手段有:振荡漂洗法、匀浆萃取法、索氏提取法、液-液萃取法。
这些方法都存在提取时间长，消耗大量的溶剂、费时费力，容易引起误差等缺点。
近年来，固相萃取法和固相微萃取法的出现解决了溶剂耗损大、目标物富集难的问题，但其固定的吸附空间和广谱的吸附能力也造成了过柱时间长、柱阻塞、无特异性和净化能力弱等问题。
2.2现有检测方法 现有报道用于测定食品中农药残留最为常用的检测方法主要有：酶联免疫吸附法 (ELISA)、色谱法[3]、荧光光谱测定法[4]、电化学法、分光光度法、免疫法等。
2.2.1酶联免疫吸附法酶联免疫吸附法是在固相载体表面进行免疫学反应，同时以酶作为免疫标记物与待测物建立数量关系，从而根据固相载体上酶催化底物产生的信号强度对待测物进行定量分析，其方法具有操作简便，成本低廉，灵敏度高等优势。
2.2.2色谱法色谱法具有灵敏度高、分离效率高、适用范围广、选择性好、重复性好等优势。
但也存在预处理较繁琐，设备较昂贵，技能要求高等不足。
2.2.3荧光光谱测定法荧光光谱测定法是借助物质的荧光特性对其进行定性和定量分析的一种检测方法。
由于其具有选择性好、灵敏度高，取样量少等特点，在分析过程中被广泛应用。
2.2.4电化学法电化学传感技术是以电化学手段作为信号传导和转换方法，通过将传感元件识别的信号转化为电化学工作站可识别的信号，进而达到分析物被快速识别和检测的目的。
电化学传感器具有检测时间短、灵敏度高、操作简便等优点，受到广大研究者的关注。
3分子印迹技术3.1分子印迹技术的原理分子印迹的制备通常主要由以下三个步骤组成，基本原理如图3-1[5]所示。
首先，将预聚合选出的理想的功能单体（含有利于聚合的官能团、聚合反应中具有良好的化学稳定性、含有能与功能单体形成配合物的官能团）与模板分子在溶剂中相遇，它们可以通过共价键或非共价键（氢键、静电作用、疏水相互作用等）作用形式下可逆结合形成模板-单体复合物。
其次将交联剂、引发剂和致孔剂加入复合物中，在复合物周围进行交联聚合反应，利用过量的交联剂将溶液中的模板分子-功能单体复合物固定在聚合物的骨架中（目标分子包埋在内）。
最后采用一些物理或化学方法从聚合物中提取模板分子，在聚合物中形成与模板分子在空间结构（包括尺寸和形状）和作用位点都完全一致的三维孔穴结构，即特异性识别位点。
这些识别位点可以从众多干扰物中选择性地对模板分子进行识别和吸附[6] 。
图3-1 分子印迹原理图[5]Fig.3-1 Schematic of molecular imprinting technology [5]3.2分子印迹的分类根据模板分子和功能单体作用机理方式的不同，可以分为共价型印迹[7]、非共价型印迹[8，9]和半共价型印迹[10]。
3.2.1共价型分子印迹共价法又叫作预组织法，该方法是目标分子与单体通过共价键结合，在加入交联剂聚合之后，用化学方法断裂共价键将目标分子除去。
目标分子与功能单体之间的可逆共价键是该聚合物的制备以及以后的分子识别过程的关键。
共价法的优点在于共价键作用力较强，目标分子可与功能单体完全作用，聚合后可获得空间精确、固定排列的结合基团，因而在识别过程中降低了非特异性作用，且形成的复合物稳定。
由于共价键作用力较强，在目标分子自组装或识别过程中结合以及解离速度较慢，很难达到热力学平衡，不适合快速识别，而且识别水平与生物识别相差甚远。
3.2.2非共价型分子印迹非共价法亦叫自组装法，功能单体和模板分子通过非共价键的作用相互结合，如：离子相互作用、范德华力、氢键、π-π作用及静电等相互作用。
由于其操作简便、吸附和脱除模板速度快等优点，非共价型分子印迹已成为目前最流行和最普遍的合成方法。
但这种方法存在特异性识别差、吸附量低等问题。
3.2.3半共价型分子印迹半共价方法结合了非共价印迹靶吸收的快速性和共价印迹的持久性，模板分子以共价作用结合到功能单体上，但模板重结合是基于非共价相互作用。
3.3分子印迹技术的特点 （1）分子印迹技术最大的特点是预定性，分子印迹技术能根据研究者不同的研究目的制备出相对应的MIps，以满足科学研究者的不同需求。
（2）分子印迹技术具有高度的识别专一性，MIPs是以模板分子为标准进行定做，因此只能识别印迹分子，具有高度的专一性。
（3）分子印迹实用性特别强，印迹分子可以和天然的生物分子相比拟，但是又因为其是根据化学原理制备的，所以又具有天然分子不具备的抗恶劣条件的能力。
因此，印迹分子具有高度的稳定性和超长的使用寿命。
3.4分子印迹技术的应用3.4.1在天然产物分离中的应用 常规的分离方法如色谱法和萃取法溶剂消耗量大、分离效率低，使得它们的应用有局限性。
而MIP具有与天然生物系统相类似的分子识别功能，具有特异的选择吸附性，所以，分子印迹技术在药物分离及纯化领域发展迅速。
分子印迹技术可用在对活性成分的分离纯化、有效成分的分离及富集。
3.4.2在食品检测中的应用 目前，用于食品安全检测的方法主要有化学方法、色谱法、免疫法以及生物检测方法。
这些方法不但繁琐不便，而且不适于现场检测，所以急需寻找新的检测方法。
因为分子印迹技术具有预定性、识别专一性、实用性三大特点，且有制备操作相对简便、耐用性强、可以反复利用等优点，所以分子印迹技术在食品安全检测领域有很好的应用前景。
3.4.3在化学仿生传感器中的应用 传感器是由识别元件和信号转换器组成的，识别元件位于转换器的表面，当识别元件结合了待检测的目标分子时，就会产生一个物理或者化学信号，这时转换器将信号转换成输出信号，从而实现对目标分子的实时检测。
MIPs作为一些传感器技术的识别元件 (如：质量传感器[11]、电化学传感器[12]、光学传感器[13]等) 已经得到了广泛的应用。
由于MIP对于目标分子的高选择性、高稳定性以及强耐用性等优点，可以弥补生物识别材料的不稳定性和高成本的缺点，故可以作为传感器的分子识别元件。
这种传感器具有性能好、寿命长等优点，已成为Z具研究潜力的课题之一。
3.4.4在固相萃取中的应用 MIP作为固相萃取填料技术叫作分子印迹固相萃取技术。
由于MIP对目标分子有较高的选择识别性，特异地识别含目标分子的萃取物，能够克服传统的固相萃取吸附剂选择性差的缺点，便于控制萃取和洗脱条件，从而提高复杂环境中痕量目标物分析的适用性。
自1994年Ellergren首次将MIP应用于固相萃取，发现MIP在有机溶剂和水相中都能使用，优于传统的液液萃取和固相萃取技术，分子印迹固相萃取技术得到了关注和发展。
3.4.5在抗体与受体模拟中的应用 分子印迹技术是模仿抗原和抗体的相互作用而发展起来的，其所制得的MIP具有类似于生物抗体的高特异性和高选择性。
理论上MIP作为对生物抗体和受体的一种有益补充，模拟抗体识别药物、糖类、蛋白质、多肽、氨基酸等的不同成分。
将MIP作为人工抗体和受体可以补充从自然界中难以得到或不能得到的抗体和受体。
因此，国内外许多学者已在此领域展开了研究。
4原位电离质谱4.1原位电离质谱技术概述质谱是食品质量安全检测中重要的分析技术之一。
从早期的电子轰击（EI）到电喷雾电离（ESI）和质谱成像中的基质辅助激光解吸电离（MALDI），离子化技术的革新使得质谱的可检测对象范围逐渐从有机小分子扩充到了生物蛋白大分子。
传统的离子化技术往往在真空或大气压环境下于封闭的离子源中进行，并且需要复杂的样品前处理过程和较长的色谱分离时间。
因此，将电离过程转移到露天环境（即质谱仪外部）的原位离子化技术（AMIS）无疑是质谱的一个突破性发展。
迄今为止，科学家们已经提出了包括解吸附电喷雾电离（DESI）、实时直接分析（DART）和常压固体分析探针（ASAP）等在内的几十余种原位离子化技术。
图4-1 原位电离质谱技术（LTP-MS）Fig. 4-1In situ ionization mass spectrometry (LTP-MS)4.2原位电离质谱的应用 直接实时分析质谱或原位电离质谱是一种新的质谱电离技术，自2005年发明并逐步应用于食品药品检测领域。
这种电离方式可以直接在大气压条件下，采用中性或惰性气体经放电产生激发态原子，对该激发态原子进行快速加热和电场加速，使其解离并瞬间离子化待测样品表面的待测化合物，再进行质谱检测，从而实现样品的实时快速直接分析。
作为一种新型的质谱分析技术，AIMS具有直接、原位、实时和高通量等特点，能够实现对复杂基质样品中痕量化合物的快速分析，在食品质量安全检测中有着广泛应用，具体如下：4.2.1食品污染物检测随着食品工业和相关监管部门对农业和食品加工产品愈发严格的质控和监管，AIMS技术在检测来自样品的各种痕量污染物中发挥着关键作用。
Gerbig等使用DESI-MS快速筛查果蔬中的多种农药，结合同位素内标可以在规定最大残留量及以下浓度范围内实现对样品表面残留和QUECHERS提取物的半定量分析，该方法可以作为大样本量下多农药残留快速筛选的工具。
Pereira等则利用PS-MS和它的变体技术叶片喷雾质谱（LS-MS）实现了对低浓度莠去津、敌草隆和灭多威的灵敏检测，这类技术的实验装置结构较DESI-MS更简单，且成本更低。
4.2.2非法添加物筛查化学添加剂的非法添加和超范围超剂量滥用是现代食品加工产业中不可忽视的食品安全问题，建立快速、灵敏的食品检验方法能够起到市场监督作用，保护消费者远离健康威胁。
乳制品中掺入三聚氰胺、双氰胺和氰尿酸等的非法掺假行为已经引发了社会的广泛关注。
Vaclavik等建立了一种DART-MS方法用于乳制品（奶酪、奶粉、炼乳）中三聚氰胺（MEL）和氰尿酸（CYA）的高通量和全自动定量检测。
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实验过程中，对质谱毛细管和载物平台进行加热，打开低温等离子体离子源，待温度及离子源准备就绪后，使用移液枪取10μL样品滴于干净的载玻片上，用三唑磷进行矫正，使其飞行时间为29050ns时，质核比为1.0667，飞行时间为40425ns，质核比为314.0728。
调节仪器稳定性。
继续进样，每次进样位置保持一致，记录峰面积。
3研究路线图5-1 研究路线Fig. 5-1Research route4研究意义现有的原位电离质谱检测方法存在不足。
因此，我们建立基于QuEChERS前处理方法的原位质谱技术，改善因基质效应导致的灵敏度低、检出种类少的情况。
原位质谱技术具有绿色性,操作方便,快捷等优异性，改变了传统方法提取效率低、无特异性、净化能力不强、不能够重复使用、分析周期长，不适合食品中农药残留的现场实时、快速、非定向筛查的缺点。
对农药的检测分析具有重大意义。
由于果蔬中残留的农药是痕量的，在测定前需要大量时间分离和富集。
QuEChERS前处理方法处理中，由于基质的干扰等因素一部分农药无法检出。
进一步针对几类因基质效应难检出的农药，设计快速特异的提取富集方法。
本课题拟以四氧化三铁为核，进行表面聚合，在保证特异性吸附目标物特性下兼具磁性，将可以达到对复杂环境中农药的快速分离，大大缩短样品前处理时间，达到前处理时间短，农药提取率高，并能适用于多种农药的检测，能很好地配合原位电离质谱法使用的目的，对污染物快速监测的发展具有重要意义。
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