本發(fā)明涉及電化學分析測試技術或食品安全領域，具體地說是以碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料為電極修飾材料，采用電化學手段檢測食品中日落黃的方法。

背景技術：

據(jù)統(tǒng)計，日落黃是第三大經(jīng)常被添加到RIO雞尾酒、芬達和美年達等食品中的偶氮類色素。人體食用過量的日落黃可引起過敏、腹瀉等癥狀，還可能對人體腎臟、肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成危害。一些國家如芬蘭、挪威、美國以及澳大利亞等都已明令禁止將日落黃、檸檬黃及莧菜紅等色素添加到食品中。包括日落黃在內(nèi)的六種偶氮類合成色素已被證實會影響兒童智力發(fā)育，導致兒童患上小兒多動癥，出現(xiàn)躁動、注意力不集中和行為過激等癥狀。因此探索方便快捷的檢測方法迫在眉睫。電化學法以其高靈敏、易于小型化、選擇性好和成本低，成為日落黃原位快檢的好方法。當然，電化學傳感器優(yōu)異性能的發(fā)揮取決于所選取的電極，而電極性能的發(fā)揮取決于電極材料的設計。近年來具有好的電催化活性的石墨烯以及碳納米管等碳載體負載金屬納米粒子復合材料被廣泛用于電化學傳感器的構建。特別地，Pt納米顆粒由于其好的電催化活性和生物活性成為了熱門的電極修飾材料。

技術實現(xiàn)要素：

碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料可以結合碳洋蔥和Pt納米顆粒高的導電性、大的比表面、高的催化活性以及優(yōu)異的穩(wěn)定性等特性，成為一種性能優(yōu)良的電極材料。本發(fā)明的目的是利用碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料的優(yōu)異特性，利用水下液體介質(zhì)等離子體放電法成功制備了碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料，并將其應用于食品中日落黃的快速檢測。

本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：

一種利用碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料檢測食品中日落黃的方法，包括如下步驟：

（1）、碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料的制備

先配制氯鉑酸溶液，并加入到液體介質(zhì)等離子體放電裝置的水槽中；采用陰極和陽極為光譜純石墨棒作為電極，兩電極沿水平直線排列，浸沒在電弧放電裝置液面下；將電流和電壓參數(shù)調(diào)節(jié)為80A和20V，控制放電時間；待水冷卻后收集容器中溶液表層的產(chǎn)物，于真空干燥獲得碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料。

（2）、碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料修飾玻碳電極的制備

將玻碳電極GCE用α-Al₂O₃粉濁液作拋光處理，接著清洗干凈玻碳電極；接著將碳洋蔥負載Pt單原子復合材料分散在高純水中并超聲，制得分散液；之后，將碳洋蔥負載Pt納米顆粒分散液滴涂在清洗干凈的GCE表面并在紅外燈下烘干獲得C/nano-Pt/GCE電極。

（3）用作日落黃電化學檢測的碳洋蔥負載Pt納米顆粒修飾玻碳電極的使用方法

將C/nano-Pt/GCE作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑片電極作為輔助電極，組成三電極體系；將該三電極體系首先置于含有3.0×10^-7mol·L^-1的日落黃的pH為7.0的BR緩沖溶液中，于富集電位為0.4V時攪拌富集，靜置后，在0.4V到1.0V的電位范圍內(nèi)利用循環(huán)伏安法掃描，記錄循環(huán)伏安曲線，研究日落黃在C/nano-Pt/GCE表面的電化學行為，日落黃在C/nano-Pt/GCE上的峰電流獲得了明顯的增強；利用方波溶出伏安法在0.4V到1.0V的電位范圍內(nèi)掃描，記錄方波伏安曲線，并讀出日落黃的氧化峰電流值；所得數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計后，以日落黃的濃度為橫坐標，峰電流值為縱坐標，在3.0×10^-9mol/L~8.5×10^-7mol/L范圍內(nèi)繪制標準曲線，檢測限為0.5×10^-9mol/L，推算出日落黃對應的線性回歸方程為I(μA)=27.82×C(μM)–0.21，該方程用來測定實際樣品中日落黃的濃度。

（4）實際樣品的檢測

取樣品用濾膜過濾后取濾液置于容量瓶中，用pH為7.0的BR緩沖溶液定容；按照與步驟（3）相同的電化學測試方法即方波溶出伏安法對待測樣品溶液進行測試，以獲得日落黃的氧化峰電流值，所得到的電流值代入步驟（3）所得的線性回歸方程進行計算，得出待檢測樣品中日落黃的濃度。

本發(fā)明方法中碳洋蔥負載Pt納米顆粒的工藝步驟簡單，制備時間短；使用碳洋蔥納米材料作為載體可以實現(xiàn)Pt納米顆粒的高效分散。制備的電極材料明顯提高了電極對日落黃的電催化氧化性能。與現(xiàn)有電化學檢測日落黃的技術相比，該方法檢測效果更好，且操作簡單，成本低，應用前景廣闊。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明碳洋蔥負載Pt納米顆粒的HRTEM圖。

圖2表示GCE電極(a)，C/GCE電極(b)和C/nano-Pt/GCE電極(c)在包含3.0×10^-7mol·L^-1日落黃的0.1mol·L^-1的pH為7.0的BR緩沖溶液中的循環(huán)伏安圖，掃描速度為100mV·s^-1。

圖3a表示本發(fā)明中不同濃度的日落黃在C/nano-Pt/GCE電極上的方波伏安圖。

圖3b表示本發(fā)明中以日落黃濃度為橫坐標、峰電流值為縱坐標的線性關系圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖和以下實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，但應了解的是，這些實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發(fā)明實施的限制。

本實施例中，利用碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料檢測日落黃濃度的測定方法步驟如下：

（1）、碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料的制備

先配制濃度為0.00001mol/L的氯鉑酸溶液，并加入到液體介質(zhì)等離子體放電裝置的水槽中；采用陰極和陽極直徑分別為30mm和8mm的光譜純石墨棒作為電極，兩電極沿水平直線排列，浸沒在電弧放電裝置液面下30mm處；將電流和電壓參數(shù)調(diào)節(jié)為80A和20V，控制兩電極之間的間隙為1mm，放電時間為10min。待水冷卻后收集容器中溶液表層的產(chǎn)物，于真空干燥箱中干燥獲得碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料，從附圖1的HRTEM電鏡圖中可以看出，負載在洋蔥表面的Pt納米顆粒的粒徑約為2nm。其中，電弧放電使陽極石墨棒成為提供碳洋蔥結構生長的碳源，同時氯鉑酸鹽溶液還原生成Pt納米顆粒。

（2）、碳洋蔥負載Pt納米顆粒復合材料修飾玻碳電極的制備

將玻碳電極（GCE）在麂皮上依次用1.0，0.3和0.05μM α-Al₂O₃粉濁液作拋光處理，接著依次用去離子水、質(zhì)量比1:1的HNO₃和丙酮分別超聲3min來清洗獲得干凈的玻碳電極。接著將4.0mg碳洋蔥負載Pt單原子復合材料分散在2mL高純水中并超聲0.5h，制得濃度為2.0mg/mL的分散液。接下來，將5μL 碳洋蔥負載Pt納米顆粒（C/nano-Pt）分散液滴涂在清洗干凈的GCE表面并在紅外燈下烘干獲得C/nano-Pt/GCE。

（3）用作日落黃電化學檢測的碳洋蔥負載Pt納米顆粒修飾玻碳電極的使用方法

將C/nano-Pt/GCE作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑片電極作為輔助電極，組成三電極體系；將該三電極體系首先置于含有3.0×10^-7mol·L^-1的日落黃的pH為7.0的BR（Britton-Robinson）緩沖溶液中，于富集電位為0.4V時攪拌富集300s，靜置30s后，在0.4V到1.0V的電位范圍內(nèi)利用循環(huán)伏安法掃描，記錄循環(huán)伏安曲線，研究日落黃在C/nano-Pt/GCE表面的電化學行為。實驗得到的C/nano-Pt/GCE對日落黃有良好的電催化作用，從附圖2可以看出，與裸GCE電極和C/GCE電極相比，日落黃在C/nano-Pt/GCE上的峰電流獲得了明顯的增強。利用方波溶出伏安法在0.4V到1.0V的電位范圍內(nèi)掃描，方波溶出伏安法的參數(shù)設定如下：電位增量為4mV；振幅為25mV；頻率為10Hz。記錄方波伏安曲線（見附圖3a），并讀出日落黃的氧化峰電流值；所得數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計后，以日落黃的濃度為橫坐標，峰電流值為縱坐標，在3.0×10^-9mol/L~8.5×10^-7mol/L范圍內(nèi)繪制標準曲線（見附圖3b），檢測限為0.5×10^-9mol/L，推算出日落黃對應的線性回歸方程為I(μA)=27.82×C(μM)–0.21（線性相關系數(shù)R=0.998），該方程可用來測定實際樣品中日落黃的濃度。

（4）實際樣品的檢測

市售橘子汁和梨汁無需特別處理。用0.45μm的濾膜過濾后取1.0mL濾液置于100mL容量瓶中，用pH為7.0的BR緩沖溶液定容至100mL；按照與步驟（3）相同的電化學測試方法即方波溶出伏安法對待測樣品溶液進行測試，以獲得日落黃的氧化峰電流值，所得到的電流值代入步驟（3）所得的線性回歸方程進行計算，得出待檢測樣品中日落黃的濃度。測定結果表明：測得橘子汁和梨汁中日落黃的氧化峰電流值分別為12.93μA和22.12μA。即所測樣品中均含有日落黃，把峰電流值代入標準曲線方程計算，最后得出橘子汁和梨汁中所含的日落黃的濃度為21.0μg·mL^-1和36.0μg·mL^-1。

基于上述測驗結果，可以看到，本發(fā)明的方法對飲料中的日落黃進行了快速檢測，該方法對日落黃檢測檢線性范圍寬，檢測限低，靈敏度高，操作簡單，能夠對橘子汁和梨汁等樣品中的日落黃進行檢測準確的定量分析。

本發(fā)明實施例方法具有快速、選擇性好和靈敏度高等優(yōu)點。

上述較佳實施例僅用于說明本發(fā)明的內(nèi)容，但這并非是對本發(fā)明的限制，本領域的相關技術人員，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以做出相應的調(diào)整和變型，因此所有等同替換或等效變型的方式形成的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。