分子印迹膜电极在食品安全检测中的应用

摘要

分子印迹聚合物具有构效预定性、特异识别性和广泛实用性的特点，同时分子印迹聚合物能够耐高温高压、耐酸碱、制备简单、稳定性好等优点，目前已广泛应用在传感器、固相萃取、膜分离和色谱分析等领域。分子印迹电化学传感器是将印迹聚合物作为敏感材料研制的一种传感器件，近年来引起了人们广泛的重视。本论文在综述分子印迹技术和分子印迹电化学传感器研究现状的基础上，采用不同方法构建了三种不同的分子印迹膜修饰电极，成功地应用于食品安全检测中。主要内容如下：
　　 ①电聚合法是制备分子印迹电化学传感器最有潜力的方法之一，该法制备过程简单、膜的厚度能够通过控制电荷量进行调节。本实验以过氧化苯甲酰为模板分子，邻苯二胺为功能单体，采用电聚合法在玻碳电极表面制备了过氧化苯甲酰分子印迹聚合膜。在K3[Fe(CN)6]和KC1溶液中，采用循环伏安法对该印迹膜电极进行了表征。同时采用差分脉冲伏安法研究了过氧化苯甲酰在该印迹膜电极上的电化学行为。结果表明，过氧化苯甲酰在1.86×10-5～1.23×10-4 mol/L浓度范围内与峰电流呈线性关系(r=0.9922)，检测限为1.9×10-6mol/L(S/N=3)。该传感器具有响应快速、选择性好以及灵敏度高等特点。
　　 ②基于多壁碳纳米管(MWNTs)高效电子传递能力和吸附性质，以及分子印迹聚合物(MIPs)的高选择识别性能，本实验以叔丁基对苯二酚为模板分子，在多壁碳纳米管修饰电极(MWNTs/GCE)上用聚邻苯二胺法构建了叔丁基对苯二酚分子印迹膜传感器。实验表明MWNTs的加入能够有效提高印迹电极表面的电子传递速率，增强印迹聚合物的稳定性。叔丁基对苯二酚的浓度与其差分脉冲伏安响应在1.0×10-4～5.0×10-7mol/L范围内具有良好的线性关系(r=0.9974)，检测限为1.8×10-7mol/L(S/N=3)，在实际油样的检测中结果令人满意。
　　 ③将多壁碳纳米管、分子印迹技术和溶胶-凝胶技术三者结合起来，构建了一种新型苏丹红I分子印迹溶胶-凝胶电化学传感器。本实验选壳聚糖(CS)作为功能基体，硅酸正丁酯(TEOS)为交联剂，在MWNTs/GCE表面制备了对苏丹红I具有固定数量的特异识别位点的溶胶-凝胶印迹膜。结果证实，该溶胶-凝胶印迹膜修饰电极有良好的抗干扰性和稳定性，对苏丹红I的浓度响应的线性范围为2.0×10-5～1.0×10-7mol/L，检测限为2.5×10-8mol/L。