分子印迹传感器对标本中塑化剂直接快速检测的研究

摘要

2011年台湾起云剂事件及2012年大陆酒鬼酒塑化剂事件，再一次引发了人们对食品安全的担忧，准确快速测定食品中的塑化剂含量成为了当前分析检测领域研究的热门课题。邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)作为塑化剂的重要类型，毒性较大，具有致癌性，能诱导使生殖畸形的发生率增加且改变性分化。目前，对塑化剂的测定方法主要有气质联用(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和液质联用(LC-MS/MS)法。这些方法存在着样品前处理复杂，运行成本高，方法特异性不强，检测时间长等缺点。因此，研制出一种制备过程简单、造价低廉、灵敏度高，检测快捷的检测方法具有重要的现实意义。
　　DINP分子印迹电化学传感器的构建主要包括DINP分子印迹聚合物的制备和DINP电化学传感器的构建。首先利用分子印迹技术以热聚合的方法制备分子印迹聚合物颗粒(MIPs)。通过扫描电子显微镜观察MIPs的形貌特征，分析MIPs与DINP结合的原理。再优化实验条件得到最佳的MIPs;然后将优化的MIPs与琼脂糖溶液混匀固定在玻碳电极上制备成DINP分子印迹敏感膜传感器;最后通过电化学循环伏安(CV)法检测传感器的电信号，实现传感器的实际应用。
　　本文构建了能够快速检测DINP的分子印迹电化学传感器，并在实际样品检测中得到很好的应用。在含有DINP的白酒样品中，传感器上的分子印迹敏感膜能够特异性的结合DINP分子，导致吸附前后通过敏感膜的电流强度发生变化，产生电信号。同时，检测体系中是以铁氰化钾作为探针，DINP浓度的不同会引起铁氰化钾溶液中电流强度的变化不同，通过电化学传感器来检测电信号，可以进一步分析传感器的灵敏性。
　　同时，本文对DINP分子印迹电化学传感器的敏感性做了重要研究。研究发现，DINP的浓度为40μmol/L，传感器的电流变化达到最大，即传感器的敏感性最强。而对应的邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯(DEHP)电化学响应信号微弱，说明传感器对这三种类似物不敏感，对DINP具有特异性识别能力。传感器对DINP的检测范围为5×10-8～1×10-6mol/L，检测限为2.7×10-8 mol/L，具有较强的敏感性。
　　研究DINP分子印迹电化学传感器的检测机理发现，传感器对DINP分子的特异性吸附主要是通过物理作用和化学作用共同作用实现的。DINP分子与分子印迹聚合物上的空穴结构结合，然后通过与功能单体间的氢键相互作用更加稳定的结合在一起，实现特异性识别的能力。
　　本文使用分子印迹技术与电化学结合的方法制备了DINP分子印迹电化学传感器。通过对实验条件的优化，实现了快速准确检测样品中DINP的含量。本方法具备专一性强、检测成本低、操作简单、检测时间短等优点，有望为食品安全监督提供一种快速、准确、灵敏的检测方法。本方法制备的MIPs对DINP有较强的吸附能力，对于白酒及食品生产过程中塑化剂的吸附去除也有较为理想的应用前景。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 邻苯二甲酸二异壬酯的危害及检测方法

1．1．1 邻苯二甲酸二异壬酯简介

1．1．2 邻苯二甲酸二异壬酯的危害

1．1．3 邻苯二甲酸二异壬酯检测方法的研究

1．2 分子印迹技术

1．2．1 分子印迹技术的发展史

1．2．2 分子印迹技术原理

1．2．3 分子印迹聚合物的制备要素

1．2．4 分子印迹聚合物的聚合方法

1．2．5 分子印迹技术的应用

1．3 分子印迹电化学传感器

1．3．1 分子印迹电化学传感器的种类

1．3．2 分子印迹电化学传感器的制备

1．3．3 分子印迹电化学传感器发展趋势

1．4 本论文的研究内容与意义

1．4．1 本论文的研究内容

1．4．2 本论文的研究意义

2 材料与方法

2．1 仪器与试剂

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验主要试剂的配置

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 分子印迹聚合物颗粒的制备

2．2．2 分子印迹聚合物颗粒的洗脱

2．2．3 DINP全波长扫描

2．2．4 DINP在乙腈溶液中的标准曲线测定

2．2．5 功能单体的选择

2．2．6 功能单体的优化

2．2．7 交联剂的优化

2．2．8 MIPs的稳定性

2．2．9 电极的预处理

2．2．10 DINP分子印迹聚合物修饰电极的制备

2．2．11 DINP的电化学检测和标准曲线的绘制

2．2．12 实际样品分析

3 结果与讨论

3．1 分子印迹聚合物的制备与优化

3．1．1 分子印迹聚合物的形貌特征

3．1．2 MIPs的洗脱效果

3．1．3 DINP的紫外吸收峰

3．1．4 DINP-乙腈溶液标准曲线绘制

3．1．5 功能单体的选择

3．1．6 功能单体优化结果

3．1．7 交联剂优化结果

3．1．8 MIPs颗粒的形貌特征以及洗脱前后的比较

3．1．9 MIP与NIP的等温吸附曲线结果

3．1．10 MIPs的稳定性研究

3．2 分子印迹电化学传感器的制备

3．2．1 电极的预处理

3．2．2 分子印迹膜的电化学表征

3．2．3 涂膜量的的优化

3．2．4 MIP膜吸附时间的优化

3．2．5 电化学检测溶液pH的优化

3．2．6 电化学分子印迹膜的选择性

3．2．7 电化学检测标准曲线绘制结果

3．2．8 实际样品分析结果

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢