國際刊物認(rèn)為其實(shí)現(xiàn)了對(duì)三聚氰胺快速靈敏的可視化檢測(cè),并可拓展到其他分析體系中
納米金粒子探針可視化檢測(cè)三聚氰胺(Melamine)示意圖。
近年來,三聚氰胺常被人為摻雜進(jìn)食品或飼料中,以提升乳制食品或飼料檢測(cè)中的蛋白質(zhì)含量指標(biāo),進(jìn)而導(dǎo)致了**的社會(huì)后果,也對(duì)整個(gè)食品行業(yè)產(chǎn)生了嚴(yán)重沖擊。
消費(fèi)者對(duì)食品中三聚氰胺的含量極為關(guān)注。學(xué)術(shù)界也積極尋求針對(duì)三聚氰胺的簡(jiǎn)單有效的檢測(cè)方法。日前,中國科學(xué)院研究生院的趙紅研究員、何裕建研究員及曹倩等,利用三聚氰胺能形成多種氫鍵結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),選擇合適的探針分子,構(gòu)建關(guān)于三聚氰胺的電化學(xué)和可視化傳感器,提出了新的原理和方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)三聚氰胺的快速、靈敏檢測(cè),自2009年以來取得了一系列重要進(jìn)展和突破。
他們建立的方法可滿足對(duì)食品中三聚氰胺測(cè)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求,相關(guān)工作已分別發(fā)表于Biosensors andBioelectronics,Analytica ChimicaActa和Talanta等國際知名分析化學(xué)相關(guān)專業(yè)雜志上。雜志評(píng)審人高度評(píng)價(jià)這些工作不僅系統(tǒng)發(fā)展和建立了對(duì)三聚氰胺高選擇性、高靈敏性的新檢測(cè)方法,更重要的是以三聚氰胺為切入點(diǎn)提出了新的原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)三聚氰胺的快速、靈敏的可視化檢測(cè)方法并可拓展到其他分析體系中。
三聚氰胺是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物,是基本有機(jī)化工的中間產(chǎn)品,廣泛運(yùn)用于木材、塑料、涂料和醫(yī)藥等行業(yè)。三聚氰胺進(jìn)入人體后水解生成三聚氰酸,三聚氰酸和三聚氰胺能通過氫鍵綁定形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶于水的大分子復(fù)合物,從而造成結(jié)石的產(chǎn)生,進(jìn)而損傷相應(yīng)的器官,嚴(yán)重時(shí)可造成腎結(jié)石和膀胱癌。
在這一系列新的研究中,科學(xué)家提出了以鐵***為電化學(xué)指示劑,寡聚DN**段d(T)20為識(shí)別單元的電化學(xué)傳感器痕量檢測(cè)三聚氰胺。**實(shí)現(xiàn)在固體修飾電極表面對(duì)三聚氰胺進(jìn)行痕量檢測(cè)。制備的d(T)20修飾的金電極,三聚氰胺能與d(T)20發(fā)生靜電和氫鍵作用而吸附到電極表面,根據(jù)鐵***還原峰電流的大小,采用差分脈沖溶出伏安法對(duì)三聚氰胺進(jìn)行測(cè)定。相比傳統(tǒng)的三聚氰胺檢測(cè)方法,該方法具有快速、簡(jiǎn)便、成本低等特點(diǎn),無需復(fù)雜的預(yù)濃縮和費(fèi)時(shí)的操作過程。此外,本方法能夠用于實(shí)際樣品中三聚氰胺的測(cè)定,回收率達(dá)到95%。
此外,d(T)20包裹的金納米顆粒由于d(T)20磷酸骨架間的靜電相斥作用能良好地分散于水溶液中。當(dāng)加入三聚氰胺后,因三聚氰胺能與d(T)20發(fā)生靜電和氫鍵兩種作用而使d(T)20離開納米金表面,減弱了對(duì)納米金的保護(hù)作用,導(dǎo)致納米金顆粒發(fā)生聚集。隨著納米金溶液中三聚氰胺的濃度增大,d(T)20標(biāo)記納米金在520nm處的紫外吸收峰逐漸減弱,而在635nm處的吸收度逐漸變大,納米金溶液的聚集程度隨著溶液中三聚氰胺濃度的增大而增強(qiáng),同時(shí)高濃度的三聚氰胺使納米金溶液的顏色由酒紅色變?yōu)樽霞t色,從而可以實(shí)現(xiàn)在肉眼水平對(duì)三聚氰胺進(jìn)行識(shí)別。
科學(xué)家**提出了在納米金合成過程中對(duì)三聚氰胺進(jìn)行檢測(cè),即三聚氰胺能和還原劑3,5-二羥基苯甲酸(DBA)的酚羥基和羧基發(fā)生氫鍵綁定,限制了DBA中酚羥基對(duì)氯金酸的還原作用,從而減少了納米金合成過程中還原劑的量,*終導(dǎo)致納米金在合成過程中由于沒有足夠的還原劑而被阻斷。相比于傳統(tǒng)的可視化檢測(cè)方法,本方法靈敏度高,專一性強(qiáng),不需要加入連接劑,無需納米金的修飾和純化過程,且納米金的合成與三聚氰胺的檢測(cè)過程一步實(shí)現(xiàn),三聚氰胺的濃度能夠直接從合成的納米金的顏色即肉眼水平進(jìn)行識(shí)別,為食品中三聚氰胺的檢測(cè)提供了快速、高效、綠色的新方法和途徑。
科學(xué)家還選用3,4-二羥基***(DOPAC)為識(shí)別單元,利用DOPAC與三聚氰胺間的強(qiáng)氫鍵相互作用,建立了三聚氰胺的超痕量電化學(xué)傳感器。三聚氰胺能自發(fā)地與DOPAC中的酚羥基和羧基發(fā)生氫鍵相互作用,從而限制了DOPAC中酚羥基的氧化,因此三聚氰胺的出現(xiàn)導(dǎo)致DOPAC氧化峰電流的減小。以此為依據(jù),通過考察DOPAC峰電流的大小來判斷三聚氰胺的濃度大小。通過對(duì)選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性,以及對(duì)實(shí)際樣品中三聚氰胺進(jìn)行檢測(cè)的可行性研究,結(jié)果表明該電化學(xué)傳感器具有制作簡(jiǎn)單,成本低,穩(wěn)定性好,靈敏度高,檢測(cè)限低以及線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。且該方法已經(jīng)成功用于奶制品中三聚氰胺的檢測(cè),回收率高達(dá)96%。