基于纳米材料修饰的碱性嫩黄O印迹传感器的制备及其应用

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.220092

摘要/Abstract

摘要：

碱性嫩黄O因廉价、易增色而可能被违法用于食品着色剂，对人体健康产生极大危害。因此，建立灵敏、快速的方法检测食品中碱性嫩黄O有重要意义。本研究基于还原氧化石墨烯和纳米金溶胶修饰电极，以碱性嫩黄O为模板分子，邻氨基苯酚和邻苯二胺作为复合功能单体，采用循环伏安法在修饰电极表面形成聚合物膜。于-0.1 V恒电位下，在甲醇-0.5 mol/L NaOH水溶液（体积比为1∶1）中诱导洗脱模板分子，成功制备了用于检测碱性嫩黄O的分子印迹电化学传感器（MIECS）。采用电化学分析法优化了模板分子与功能单体的比例、聚合液pH值及聚合圈数，利用扫描电子显微镜、红外光谱仪对其进行形貌和化学结构进行了表征，并探究了传感器的印迹效果和分析性能。结果表明，该传感器对碱性嫩黄O有特异吸附作用，在最佳条件下，碱性嫩黄O在1.0×10^-9~3.0×10^-5 mol/L浓度范围内线性关系良好，检出限为3.3×10^-10 mol/L，碱性嫩黄O样品加标平均回收率在91.16%~101.61%之间，RSD≤2.79%，该传感器具有良好的稳定性和重现性，适用于食品样品中碱性嫩黄O的灵敏快速检测。

关键词: 碱性嫩黄O, 复合功能单体, 分子印迹传感器, 电化学分析法, 快速检测

Abstract:

Auramine O may be illegally used as a food colorant because of its cheapness and easy to enhance color， causing great harm to human health. Therefore， it is of great significance to establish a sensitive and rapid method for the determination of auramine O in food. In the experiment， reduced graphene oxide and gold nanoparticles sol are used to modify working electrodes， a polymer film is formed by cyclic voltammetry on the surface of the modified electrode with auramine O as template molecule， o-aminophenol and o-phenylenediamine as composite functional monomers. The template molecules are eluted using constant potential of -0.1 V in methanol-0.5 mol/L NaOH aqueous solution （1∶1， V/V）， the molecularly imprinted electrochemical sensor （MIECS） is prepared successfully for detection of auramine O. Electrochemical analysis method is used to optimize the ratio of template molecules to composite functional monomers. The polymer solution pH and cylinder number， the morphology and chemical structure of the membrane are characterized by scanning electron microscope and infrared spectrometer. The imprinting effect and analysis performance of the sensor are investigated. The results show that the sensor has specific adsorption to auramine O. Under the optimal conditions， the auramine O has a good linear relationship in the concentration range of 1.0×10^-9~3.0×10^-5 mol/L， the detection limit is 3.3×10^-10 mol/L， and the average recoveries are between 91.16% and 101.61% with the relative standard deviations （RSDs） of 2.79%. The sensor has good stability and reproducibility， and is suitable for sensitive and rapid detection of auramine O in food samples.

Key words: Auramine O, Composite functional monomer, Molecularly imprinted electrochemical sensor, Electrochemical analysis, Rapid detection

中图分类号:

O657.1

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图/表 8

图1 紫外可见光谱（A）和电化学法（B）对柠檬酸三钠用量的优化及电化学法对RGO修饰剂与AuNPs比例的优化（C）

Fig.1 Optimizing the dosage of trisodium citrate by UV-visible spectroscopy （A） and electrochemical method （B）， and optimization of the ratio between RGO modifier and AuNPs by electrochemical method （C）

图2 电极在不同洗脱剂中洗脱的CV曲线（A）和碱性嫩黄O洗脱时间的优化（B）a. 甲醇?0.5 mol/L NaOH水溶液（体积比1∶1）; b. 乙腈-0.5 mol/L NaOH水溶液（体积比1∶1）; c. 甲醇?0.2 mol/L H2SO4溶液（体积比2∶1）

Fig.2 CV curves of the eluted electrode in different eluents （A） and optimization of auramine O elution time （B）a. Methanol?0.5 mol/L NaOH aqueous solution (volume ratio 1∶1); b. Acetonitrile?0.5 mol/L NaOH aqueous solution (volume ratio 1∶1); c. Methanol?0.2 mol/L H2SO4 aqueous solution (volume ratio 2∶1)

图3 AuNPs/RGO/GCE（A）、含Auramine O的MIP（B）、去除Auramine O的MIP的SEM图（C）和AuNPs/RGO/GCE的EDS图（D）

Fig.3 SEM images of AuNPs/RGO/GCE （A）， MIP with auramine O （B）， MIP after removal of auramine O （C） and EDS spectrum of AuNPs/RGO/GCE （D）

图4 Auramine O（a）、含Auramine O的MIP（b）、去除Auramine O的MIP（c）和NIP（d）FT-IR图

Fig.4 FT-IR spectra of auramine O （a）， MIP with auramine O （b）， MIP after auramine O removal （c） and NIP （d）

图5 不同电极在表征溶液中的CV曲线a. MGCE； b. 去除Auramine O的MIP/MGCE； c. 裸电极； d. 再吸附Auramine O的MIP/MGCE； e. 含Auramine O的MIP/MGCE

Fig.5 CV curves of the different electrodes in the solutiona. MGCE； b. MIP/MGCE after auramine O removal； c. bare GCE； d. MIP/MGCE after readsorption auramine O； e. MIP/MGCE with auramine O

图6 印迹传感器的选择性a. 0.1 mmol/L Auramine O； b. 1 mmol/L甲基红； c. 1 mmol/L二甲基黄； d. 1 mmol/L罗丹明B； e. a+10倍甲基红； f. a+10倍二甲基黄； g. a+10倍罗丹明B

Fig.6 Selectivity of the imprinted sensora. 0.1 mmol/L auramine O； b. 1 mmol/L methyl red； c. 1 mmol/L dimethyl yellow； d. 1 mmol/L rhodamine B； e. a and 10 times methyl red； f. a and 10 times dimethyl yellow； g. a and 10 times rhodamine B

表1 样品加标回收率和精密度（n=5）

Table 1 Recoveries and precision in spiked samples （n=5）

样品 Sample	豆皮 Bean curd			腐竹 Bean curd stick			辣椒面 Chili powder			黄鱼 Yellow croaker
不同添加水平 Added levels/（nmol·L^-1）	1	30	500	1	30	500	1	30	500	1	30	500
测定次数Number of measurements	回收率 Recovery/%
1	92.37	95.46	101.54	90.35	98.25	102.34	93.52	97.18	100.24	89.85	96.38	100.73
2	93.54	98.23	99.71	91.86	97.08	101.57	88.43	92.92	101.45	88.74	97.92	101.45
3	90.88	97.31	100.89	93.70	97.16	99.83	94.01	93.83	99.19	93.57	95.01	100.58
4	91.72	95.85	102.27	89.22	96.34	100.16	90.68	94.45	99.53	94.69	95.23	99.62
5	90.03	97.79	103.63	93.59	95.62	101.92	89.17	93.79	101.67	93.21	97.64	102.91
平均回收率AR/%	91.71	96.93	101.61	91.74	96.89	101.16	91.16	94.43	100.42	92.01	96.44	101.06
相对标准偏差RSD/%	1.47	1.25	1.45	2.15	1.02	1.09	2.76	1.72	1.11	2.79	1.39	1.21

表2 该方法与其他测定Auramine O的方法比较

Table 2 The comparison of the method and other methods for the determination of auramine O

方法 Methods	线性范围 Linear range/（mol·L^-1）	检出限 Detection limit/（μg·L^-1）	文献 Ref.
HPLC-MS/MS	—	0.75	DB35/T 897-2009
HPLC	1.6×10^-7~3.3×10^-4	16	［6］
LC-MS/MS	1.6×10^-9~3.3×10^-8	0.067	［27］
SERS	8.2×10^-9~6.6×10^-8	0.82	［28］
UHPLC-MS	8.2×10^-9~3.3×10^-7	0.049	［29］
MIECS	1.0×10^-9~3.0×10^-5	0.1	This work

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