基于分子印跡聚合物膜的電化學(xué)表面等離子體共振組胺檢測技術(shù)研究.pdf

1、由于食品的腐敗變質(zhì)會產(chǎn)生大量的組胺，機體的過敏反應(yīng)也會導(dǎo)致組胺的大量釋放，危害身體健康;由組胺引起的頻發(fā)腐敗食品中毒事件，儲藏技術(shù)落后導(dǎo)致的食品污染事件，以及國外對我國食品安全設(shè)置的技術(shù)性貿(mào)易壁壘，都導(dǎo)致我國經(jīng)濟損失嚴重，因此，建立一套高效、快速、靈敏的組胺檢測方法顯得尤其重要。
　　SPR傳感技術(shù)是基于金屬表面自由電子的共振原理，具有實時、快速、無需標記、無背景干擾、特異性好和操作簡單等優(yōu)點，可以發(fā)展成為一種檢驗食品中組胺的高靈

2、敏快速檢測技術(shù)。為了進一步的降低成本、節(jié)約檢測時間和提高靈敏度，本研究還開發(fā)了電化學(xué)傳感技術(shù)對食品中的組胺進行了檢測，完成了以下研究內(nèi)容:
　　(1)用于組胺檢測的基于MIP膜的表面等離子體共振傳感技術(shù)研究
　　該研究就是將MIP材料制備技術(shù)與SPR傳感技術(shù)相結(jié)合，建立MIP-SPR傳感技術(shù)，該技術(shù)是以SPR傳感器件作為換能器，以目標分子組胺作為模板，采用旋涂接枝引發(fā)劑的方法，在SPR芯片表面原位聚合合成可以特異性識別組胺的

3、MIP膜，從而實現(xiàn)對腐敗食品中的組胺的進行檢測。
　　在本實驗中，制備的MIP膜含有大量功能結(jié)構(gòu)與組胺分子互補的印跡孔穴，它們能夠特異性的識別組胺分子，通過對檢測條件的pH值進行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)，當pH值位于7～9時，組胺主要是以單質(zhì)子化形態(tài)存在，MIP膜也幾乎完全去質(zhì)子化，這時MIP膜對組胺的結(jié)合能力最強、吸附效果最好。經(jīng)對實驗條件的優(yōu)化發(fā)現(xiàn)組胺(Histamine)∶單體(MAA)∶交聯(lián)劑(EGDMA)合成MIP膜的最佳比例是1∶2

4、∶4，在此比例下合成的MIP膜對組胺溶液的識別能力最強。
　　通過用修飾好的SPR芯片對組胺進行檢測，繪制了MIP膜對組胺的吸附響應(yīng)曲線，SPR響應(yīng)曲線隨著組胺濃度的增加呈梯度變化，進而建立了標準曲線，公式為:Y=29.00 lg X-31.90，R2=0.9970，組胺檢測范圍為:25 ng/mL～1000 ng/mL，檢測限值(LOD):25 ng/mL。分別用MIP膜、NIP膜對不同濃度的組胺及組胺結(jié)構(gòu)類似物進行了檢測，結(jié)果

5、均顯示:制備的MIP膜對組胺的選擇性好，對檢測組胺具有良好的特異性。經(jīng)過對MIP-SPR傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和再生性分析，證明該傳感器具有良好的性能。以魚作為實際樣品進行加標回收實驗，回收率位于86.00％-109.00％之間，相對標準偏差(RSD)位于2.48％-4.66％之間。
　　(2)用于組胺檢測的基于MIP膜的電化學(xué)傳感器研究
　　在本實驗中，采用共價接枝引發(fā)劑AIBA的方法，在金電極表面原位聚合制備組胺的MIP

6、膜，洗脫除去模板分子后，制備得到大量功能結(jié)構(gòu)與模板分子互補的印跡孔穴，然后加入組胺分子，與MIP膜上的印跡孔穴相結(jié)合，電化學(xué)傳感器的表征信號發(fā)生改變，從而得到組胺濃度與響應(yīng)信號變化的關(guān)系。
　　篩選了最佳pH值，優(yōu)化了合成MIP膜各組分的比例，通過制備高特異性、快速響應(yīng)的分子印跡電化學(xué)傳感器，建立了檢測組胺的電化學(xué)方法，繪制了標準曲線，公式為:Y=3.440 lgX+1.283，R2=0.9980，最低檢測限為:0.5 ng/mL

7、，檢測范圍為:0.5 ng/mL～50 ng/mL，檢測時間少于30 min。經(jīng)過對該傳感器的性能進行分析，結(jié)果證明該傳感器具有良好的穩(wěn)定性、重復(fù)性和再生性。制備的MIP膜對組胺的選擇性好，對組胺的檢測具有良好的特異性，對結(jié)構(gòu)類似物無明顯的交叉反應(yīng)性。本研究以豆腐乳作為實際樣品進行了加標回收實驗，加標回收率位于92.36％-109.00％之間，相對標準偏差(RSD)位于0.47％-4.71％之間，回收效果較好。
　　(3)用于組胺

8、檢測的基于AuNPs信號放大的分子印跡電化學(xué)傳感器研究
　　本實驗則是將MIP材料制備技術(shù)、納米材料放大技術(shù)與電化學(xué)傳感技術(shù)相結(jié)合，建立MIP-AuNPs-GCE電化學(xué)傳感器，該傳感器是以組胺作為模板分子，在玻碳電極上電化學(xué)沉積AuNPs，AuNPs一方面起到信號放大作用，另一方面可以共價修飾引發(fā)劑AIBA，然后再制備MIP膜，通過對MIP-AuNPs-GCE進行電化學(xué)行為研究后，建立了基于AuNPs信號放大用于組胺檢測的電化學(xué)方

9、法。
　　本研究首先對MIP-AuNPs-GCE電化學(xué)傳感器的電極電化學(xué)行為進行了研究，分析了電極電化學(xué)行為的變化規(guī)律，還對AuNPs的信號放大作用進行了驗證，證明了AuNPs確實具有信號放大作用。由于該電化學(xué)傳感器是pH值依賴性的仿生傳感器，pH值的變化對該傳感器的性能影響較大，應(yīng)用該電化學(xué)傳感器檢測組胺時必須對pH值條件進行優(yōu)化，當pH值位于7～9時，MIP膜對組胺的吸附效果最好，電化學(xué)表征響應(yīng)信號最強，pH值對該傳感器的影響

10、效果與前兩種傳感器相同。組胺(Histamine)∶單體(MAA)∶交聯(lián)劑(EGDMA)合成MIP膜的最佳比例仍為1∶2∶4。最佳孵育時間為10 min。
　　通過對檢測條件的優(yōu)化，制備了高特異性、快速響應(yīng)的MIP-AuNPs-GCE電化學(xué)傳感器，建立了檢測組胺的標準曲線，標準曲線公式為:Y=2.953 lgX+1.968，R2=0.9988，最低檢測限(LOD)為:0.22 ng/mL，檢測范圍為:0.25 ng/mL～100

11、ng/mL。加標回收率位于93.57％～103.93％之間，相對標準偏差(RSD)位于0.93％～3.08％之間，可見各檢測水平之間的差異很小，具有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　將構(gòu)建的SPR傳感技術(shù)和電化學(xué)傳感技術(shù)對腐敗食品中的組胺進行檢測后發(fā)現(xiàn)，這兩種傳感技術(shù)各有長短，可以相互彌補技術(shù)不足，例如應(yīng)用SPR芯片制備MIP膜時，操作簡便、時間短，無背景干擾，但是檢測時間長，而應(yīng)用電化學(xué)傳感技術(shù)檢測組胺時卻正好相反，但背景干擾相對較大。構(gòu)建的三