本發(fā)明涉及食品安全檢測，具體涉及一種抗污、可注射的多孔磁性水凝膠及其預(yù)制菜中亞硝酸鹽的檢測方法。

背景技術(shù)：

1、亞硝酸鹽作為一種常見的食品添加劑，由于具有防止食品變質(zhì)和脂質(zhì)氧化的特性，被廣泛應(yīng)用于預(yù)制菜中。但長期過量消耗亞硝酸鹽可能會對人類造成嚴重的健康危機(如組織缺氧甚至癌癥)，因為亞硝酸鹽不僅可以將血液中攜帶氧氣的血紅蛋白氧化為高鐵血凝素，還可以與酰胺/胺偶聯(lián)形成致癌的亞硝胺?？紤]到亞硝酸鹽的潛在危害，開發(fā)一種快速可靠的亞硝酸鹽定量分析技術(shù)對保障公眾健康至關(guān)重要。

2、目前已經(jīng)實施了多種亞硝酸鹽檢測的技術(shù)策略，包括離子色譜法、毛細管電泳法、熒光傳感器和電化學(xué)傳感器等。在這些檢測技術(shù)中，電化學(xué)傳感器因其成本低和響應(yīng)速度快的優(yōu)勢，被認為是一種有前途的檢測亞硝酸鹽的技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的玻碳電極在復(fù)雜的食物基質(zhì)中通常受到催化電位高和污垢效應(yīng)的影響，導(dǎo)致靈敏度和準確性較差。因此，必須采取有效的策略來解決這些局限性。

3、三維多孔納米材料不僅可以促進分子和離子的轉(zhuǎn)移，而且由于其獨特的結(jié)構(gòu)，可以為靶標提供更多的結(jié)合位點，在電化學(xué)傳感領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。水凝膠作為其中的一員，由于其親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是電極表面修飾的理想候選材料。然而，單純的水凝膠催化性能較弱，難以從溶液中分離。銅鐵氧體(cufe2o4)納米粒子具有比單元素過渡金屬氧化物更高的導(dǎo)電性、良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、低成本、優(yōu)異的催化性和磁性等性能，在電子、傳感和催化中具有廣泛的應(yīng)用。但強磁性和分子間偶極力的作用使cufe2o4存在易團聚、分散性差的問題。目前還未見有基于cufe2o4改性的水凝膠來構(gòu)建電化學(xué)傳感器對亞硝酸鹽進行檢測的報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種抗污、可注射的多孔磁性水凝膠及其預(yù)制菜中亞硝酸鹽的檢測方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一方面，提供一種抗污、可注射的多孔磁性水凝膠，由如下方法制備而成：

4、(1)將羧甲基殼聚糖和cufe2o4分散于去離子水中，室溫下劇烈攪拌50-70min，再加入多巴胺，繼續(xù)攪拌1.5-2.5h，得到混合物a；

5、(2)將海藻酸鈉溶于去離子水中，加入聚乙烯亞胺溶液，在室溫下攪拌2.0-2.5h，得到混合物b；

6、(3)將混合物b與混合物a混合，室溫下繼續(xù)攪拌3.0-3.5h，制備得到抗污、可注射的多孔磁性水凝膠。

7、優(yōu)選的，步驟(1)中，羧甲基殼聚糖、cufe2o4和多巴胺加入的重量比為(70-90)：(15-25)：(4-6)。

8、優(yōu)選的，步驟(2)中，海藻酸鈉、去離子水和聚乙烯亞胺溶液加入量的比為(140-160)mg：6ml：1ml；所述聚乙烯亞胺溶液的濃度為250.0mg/ml。

9、優(yōu)選的，步驟(3)中，混合物a與混合物b的體積比為4：(6-8)。

10、本發(fā)明的第二方面，提供上述多孔磁性水凝膠在如下(1)或(2)中的應(yīng)用：

11、(1)檢測亞硝酸鹽；

12、(2)制備檢測亞硝酸鹽的電化學(xué)傳感器。

13、本發(fā)明的第三方面，提供一種檢測預(yù)制菜中亞硝酸鹽的電化學(xué)傳感器，所述電化學(xué)傳感器是以上述多孔磁性水凝膠修飾的玻碳電極作為工作電極。

14、優(yōu)選的，所述玻碳電極上的多孔磁性水凝膠的滴涂量為40～120μl/cm2。

15、進一步的，所述電化學(xué)傳感器還包括參比電極和輔助電極；所述參比電極為飽和甘汞電極，所述輔助電極為鉑電極。

16、本發(fā)明的第四方面，提供一種預(yù)制菜中亞硝酸鹽的檢測方法，包括以下步驟：

17、(1)將電化學(xué)傳感器中的工作電極、參比電極和輔助電極構(gòu)成三電極體系，利用差分脈沖伏安法在窗口電位內(nèi)將工作電極浸入到不同濃度的亞硝酸鹽標準溶液中孵育，記錄相應(yīng)電流值ip；以亞硝酸鹽標準溶液濃度為橫坐標，電流值ip為縱坐標，繪制ip-c工作曲線；

18、(2)利用步驟(1)繪制的工作曲線對經(jīng)前處理的待測預(yù)制菜樣品中的亞硝酸鹽的含量進行檢測。

19、優(yōu)選的，步驟(1)中，所述窗口電位為0.3-1.4v；所述不同濃度的亞硝酸鹽標準溶液由pbs溶液配制得到。

20、優(yōu)選的，步驟(2)中，待測預(yù)制菜的前處理方法為：向待測預(yù)制菜中加入飽和硼砂溶液和熱水，超聲混合后煮沸；冷卻至室溫，向浸提液中加入亞鐵氰化鉀和乙酸鋅溶液，靜置后過濾，濾液蒸發(fā)至干，殘余物用pbs溶解。

21、采用上述前處理方法提取亞硝酸鹽，其中，硼砂能夠吸收亞硝酸鹽分解的no2，確保亞硝酸鹽的總量不會因加熱而分解減少，從而有效地提取預(yù)制菜中的亞硝酸鹽，沉淀蛋白質(zhì)。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、(1)本發(fā)明制備的多孔磁性水凝膠具有優(yōu)異的抗污性能、可注射性能、吸附性能和電化學(xué)催化性能；其中，具有的“抗污”性能使所構(gòu)建的電化學(xué)傳感器在檢測復(fù)雜的預(yù)制菜基質(zhì)中的亞硝酸鈉時能夠通過自身的清潔能力防止預(yù)制菜中未除去的脂肪和蛋白質(zhì)在電極表面的聚集，減少預(yù)制菜介質(zhì)的干擾，從而提高所構(gòu)建的電化學(xué)傳感器的靈敏度和準確性。具有的“可注射”的性能能夠準確定量滴涂在電極表面的水凝膠的用量，從而提高所構(gòu)建的電化學(xué)傳感器檢測亞硝酸鹽的重現(xiàn)性。具有的吸附性能可以加快亞硝酸鹽在電極表面的富集，提高檢測的靈敏度。

24、(2)本發(fā)明以抗污、可注射多孔磁性水凝膠修飾的電極作為工作電極，構(gòu)建了能夠?qū)喯跛猁}進行高靈敏檢測的電化學(xué)傳感器。其中，采用經(jīng)聚多巴胺包被的cufe2o4作為交聯(lián)劑，不僅可以提高所制備的抗污、可注射多孔磁性水凝膠的均勻性、吸附性和電催化能，而且還可以在水凝膠內(nèi)產(chǎn)生大量的孔結(jié)構(gòu)，為分析物提供更多的結(jié)合位點，從而提高電化學(xué)傳感器對亞硝酸鹽檢測的靈敏度和重現(xiàn)性。此外，正電性的聚乙烯亞胺可以通過靜電吸引加快亞硝酸鹽到達電極表面的轉(zhuǎn)移速度，這有助于實現(xiàn)對亞硝酸鹽的快速檢測。

25、(3)采用本發(fā)明的電化學(xué)傳感器對亞硝酸鹽檢測的線性范圍為0.02μmol/l-2.25mmol/l，最低檢出限為3.6nmol/l，能夠滿足各種檢測需要。而且與食品安全國家標準--食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定(gb5009.33—2016)相比，本發(fā)明的分析方法可以直接對處理后的樣品液進行檢測，縮短了亞硝酸鹽的檢測時間，適用于快速檢測亞硝酸鹽。

26、(4)本發(fā)明中電極修飾材料的合成方法較簡單，對環(huán)境友好。因此本發(fā)明制備的電化學(xué)傳感器成本較低，并且靈敏度高、分析時間短、實驗操作簡單，適用于各種預(yù)制菜中亞硝酸鹽的快速檢測。

技術(shù)特征：

1.一種抗污、可注射的多孔磁性水凝膠，其特征在于，由如下方法制備而成：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔磁性水凝膠，其特征在于，步驟(1)中，羧甲基殼聚糖、cufe2o4和多巴胺加入的重量比為(70-90)：(15-25)：(4-6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔磁性水凝膠，其特征在于，步驟(2)中，海藻酸鈉、去離子水和聚乙烯亞胺溶液加入量的比為(140-160)mg：6ml：1ml；所述聚乙烯亞胺溶液的濃度為250.0mg/ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔磁性水凝膠，其特征在于，步驟(3)中，混合物a與混合物b的體積比為4：(6-8)。

5.權(quán)利要求1-4任一項所述的多孔磁性水凝膠在如下(1)或(2)中的應(yīng)用：

6.一種預(yù)制菜中亞硝酸鹽檢測的電化學(xué)傳感器，其特征在于，所述電化學(xué)傳感器是以權(quán)利要求1-4任一項所述的多孔磁性水凝膠修飾的玻碳電極作為工作電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)傳感器，其特征在于，所述電化學(xué)傳感器還包括參比電極和輔助電極；所述參比電極為飽和甘汞電極，所述輔助電極為鉑電極。

8.一種預(yù)制菜中亞硝酸鹽的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于，步驟(1)中，所述窗口電位為0.3-1.4v；所述不同濃度的亞硝酸鹽標準溶液由pbs溶液配制得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于，步驟(2)中，待測預(yù)制菜的前處理方法為：向待測預(yù)制菜樣品中加入飽和硼砂溶液和熱水，超聲混合后煮沸；冷卻至室溫，向浸提液中加入亞鐵氰化鉀和乙酸鋅溶液，靜置后過濾，濾液蒸發(fā)至干，殘余物用pbs溶解。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗污、可注射多孔磁性水凝膠的制備及其預(yù)制菜中亞硝酸鹽的檢測方法，屬于食品安全檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以羧甲基殼聚糖、CuFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;、多巴胺為原料制備得到混合物A；以海藻酸鈉和聚乙烯亞胺溶液制備得到混合物B；將混合物A和混合物B混合后，在室溫下繼續(xù)攪拌至形成水凝膠，得到抗污、可注射的多孔磁性水凝膠；將其滴涂到GCE上作為工作電極、飽和甘汞電極為參比電極、鉑電極為輔助電極，得到電化學(xué)傳感器。本發(fā)明在水凝膠中引入CuFe<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;來制備新型抗污、可注射多孔磁性水凝膠，不僅可以克服傳統(tǒng)水凝膠在電化學(xué)上應(yīng)用的局限性，提高了電化學(xué)傳感器的靈敏度，還可以形成多孔結(jié)構(gòu)，從而提高MHG的吸附性。

技術(shù)研發(fā)人員：徐志祥,陳永峰,高蕊,李時鑫,時鈺潔,孫玉奉
受保護的技術(shù)使用者：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30