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中国科学家建立三聚氰胺检测新方法

行业聚焦点中国仪表网2010年08月31日 09:53人气:4450

    国际刊物认为其实现了对三聚氰胺快速灵敏的可视化检测,并可拓展到其他分析体系中
纳米金粒子探针可视化检测三聚氰胺(Melamine)示意图。
 

  近年来,三聚氰胺常被人为掺杂进食品或饲料中,以提升乳制食品或饲料检测中的蛋白质含量指标,进而导致了不良的社会后果,也对整个食品行业产生了严重冲击。

  消费者对食品中三聚氰胺的含量极为关注。学术界也积极寻求针对三聚氰胺的简单有效的检测方法。日前,中国科学院研究生院的赵红研究员、何裕建研究员及曹倩等,利用三聚氰胺能形成多种氢键结构的特点,选择合适的探针分子,构建关于三聚氰胺的电化学和可视化传感器,提出了新的原理和方法来实现对三聚氰胺的快速、灵敏检测,自2009年以来取得了一系列重要进展和突破。

  他们建立的方法可满足对食品中三聚氰胺测定的相关标准与要求,相关工作已分别发表于Biosensors and Bioelectronics,Analytica Chimica Acta和Talanta等国际知名分析化学相关专业杂志上。杂志评审人高度评价这些工作不仅系统发展和建立了对三聚氰胺高选择性、高灵敏性的新检测方法,更重要的是以三聚氰胺为切入点提出了新的原理来实现对三聚氰胺的快速、灵敏的可视化检测方法并可拓展到其他分析体系中。

  三聚氰胺是一种三嗪类含氮杂环有机化合物,是基本有机化工的中间产品,广泛运用于木材、塑料、涂料和医药等行业。三聚氰胺进入人体后水解生成三聚氰酸,三聚氰酸和三聚氰胺能通过氢键绑定形成具有网状结构的不溶于水的大分子复合物,从而造成结石的产生,进而损伤相应的器官,严重时可造成肾结石和膀胱癌。

  在这一系列新的研究中,科学家提出了以铁氰化钾为电化学指示剂,寡聚DNA片段d(T)20为识别单元的电化学传感器痕量检测三聚氰胺。首次实现在固体修饰电极表面对三聚氰胺进行痕量检测。制备的d(T)20修饰的金电极,三聚氰胺能与d(T)20发生静电和氢键作用而吸附到电极表面,根据铁氰化钾还原峰电流的大小,采用差分脉冲溶出伏安法对三聚氰胺进行测定。相比传统的三聚氰胺检测方法,该方法具有快速、简便、成本低等特点,无需复杂的预浓缩和费时的操作过程。此外,本方法能够用于实际样品中三聚氰胺的测定,回收率达到95%。

  此外,d(T)20包裹的金纳米颗粒由于d(T)20磷酸骨架间的静电相斥作用能良好地分散于水溶液中。当加入三聚氰胺后,因三聚氰胺能与d(T)20发生静电和氢键两种作用而使d(T)20离开纳米金表面,减弱了对纳米金的保护作用,导致纳米金颗粒发生聚集。随着纳米金溶液中三聚氰胺的浓度增大,d(T)20标记纳米金在520 nm处的紫外吸收峰逐渐减弱,而在635 nm处的吸收度逐渐变大,纳米金溶液的聚集程度随着溶液中三聚氰胺浓度的增大而增强,同时高浓度的三聚氰胺使纳米金溶液的颜色由酒红色变为紫红色,从而可以实现在肉眼水平对三聚氰胺进行识别。

  科学家首次提出了在纳米金合成过程中对三聚氰胺进行检测,即三聚氰胺能和还原剂3,5-二羟基苯甲酸(DBA)的酚羟基和羧基发生氢键绑定,限制了DBA中酚羟基对氯金酸的还原作用,从而减少了纳米金合成过程中还原剂的量,最终导致纳米金在合成过程中由于没有足够的还原剂而被阻断。相比于传统的可视化检测方法,本方法灵敏度高,专一性强,不需要加入连接剂,无需纳米金的修饰和纯化过程,且纳米金的合成与三聚氰胺的检测过程一步实现,三聚氰胺的浓度能够直接从合成的纳米金的颜色即肉眼水平进行识别,为食品中三聚氰胺的检测提供了快速、高效、绿色的新方法和途径。

  科学家还选用3,4-二羟基苯乙酸(DOPAC)为识别单元,利用DOPAC与三聚氰胺间的强氢键相互作用,建立了三聚氰胺的超痕量电化学传感器。三聚氰胺能自发地与DOPAC中的酚羟基和羧基发生氢键相互作用,从而限制了DOPAC中酚羟基的氧化,因此三聚氰胺的出现导致DOPAC氧化峰电流的减小。以此为依据,通过考察DOPAC峰电流的大小来判断三聚氰胺的浓度大小。通过对选择性、稳定性和重现性,以及对实际样品中三聚氰胺进行检测的可行性研究,结果表明该电化学传感器具有制作简单,成本低,稳定性好,灵敏度高,检测限低以及线性范围宽等优点。且该方法已经成功用于奶制品中三聚氰胺的检测,回收率高达96%。
(本文来源:《科学时报》转载请注明出处
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