一種檢測乳制品或者食品中三聚氰胺的電化學方法技術

本發明專利技術提出的一種檢測乳制品或者食品中三聚氰胺的電化學方法，通過化學處理不同天然高分子及其衍生物和碳納米管制備碳納米管/天然高分子復合材料，并將碳納米管復合材料涂覆到玻碳電極上，通過碳納米管復合材料與三聚氰胺之間的靜電吸引和氫鍵作用，利用三電極系統（碳納米管涂覆電極為工作電極、飽和甘汞電級為參比電極、鉑絲為輔助電極），由電化學測試技術得到的電流信號與三聚氰胺濃度之間的線性關系，從而有效檢測乳制品或者食品中的三聚氰胺的含量。該方法具有操作簡單快速、測試準確、靈敏度高、環保無污染、重復性好、成本低的特點。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提出的，通過化學處理不同天然高分子及其衍生物和碳納米管制備碳納米管/天然高分子復合材料，并將碳納米管復合材料涂覆到玻碳電極上，通過碳納米管復合材料與三聚氰胺之間的靜電吸引和氫鍵作用，利用三電極系統（碳納米管涂覆電極為工作電極、飽和甘汞電級為參比電極、鉑絲為輔助電極），由電化學測試技術得到的電流信號與三聚氰胺濃度之間的線性關系，從而有效檢測乳制品或者食品中的三聚氰胺的含量。該方法具有操作簡單快速、測試準確、靈敏度高、環保無污染、重復性好、成本低的特點。【專利說明】—種檢測乳制品或者食品中三聚氰胺的電化學方法
本專利技術涉及，在實際中簡單快速檢測三聚氰胺的方法。
技術介紹
三聚氰胺，化學式=C3H6N6,俗稱密胺、蛋白精，IUPAC命名為“ 1，3，5_三嗪-2，4，6-三氨基”，是一種三嗪類含氮雜環有機化合物，具有很高的氮含量(66%)。它是白色單斜晶體，幾乎無味，微溶于水(3.lg/L常溫)，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚類等。三聚氰胺是一種重要的化工原料，廣泛用于廚具、汽車涂料、木材和家具膠合劑等領域。三聚氰胺在強酸或強堿條件下能發生水解反應，生成三聚氰酸。人的胃液屬于強酸性，三聚氰胺被食入，就會水解為三聚氰酸，進而三聚氰胺和三聚氰酸發生化學反應，生成一種難溶的結晶化合物，三聚氰胺-三聚氰酸。三聚氰胺被非法加入奶粉中可以片面提高奶粉的蛋白質含量，人們食入大量的三聚氰胺就會患有腎結石、膽結石等。自從2008以來，很多嬰幼兒因為吞食大量的含有三聚氰胺的奶粉而患腎結石，甚至導致死亡。目前檢測三聚氰胺的方法主要有:色譜-質譜法,突光測定法,分光光度測定法,電位測定法,毛細管電泳法,電動色譜分析法，和比色度法。這些方法盡管在一定條件下可以檢測三聚氰胺，但是也存在著很多的缺點，如較低的靈敏度和重現性、昂貴的檢測儀器、復雜的預處理過程以及耗時的檢測程序。因此，尋找一種有效、簡單、快速、低成本的檢測三聚氰胺的方法是非常必要的。與上述傳統的檢測方法相比，電化學方法以其簡單、成本低、準確度和靈敏度高、長期穩定性好的特點，逐漸受到人們的重視。然而，至今電化學方法檢測三聚氰胺的報道很少。Cao等用寡核苷酸來修飾金電極,利用寡核苷酸與三聚氰胺之間的靜電吸引作用和氫鍵作用，第一次報道了用電化學法檢測奶粉中三聚氰胺的方法。然后，Cao 等利用 3，4- 二羥基苯乙酸與三聚氰胺通過氫鍵作用生成化合物的原理，制備了一種檢測三聚氰胺的電化學傳感器。Zhu 等利用三聚氰胺與銅鹽作用生成非活性物質的原理，利用電化學方法檢測了奶粉中三聚氰胺的含量，檢測極限為0.25ppb。然而，這些電化學方法也存在制作成本較高、預處理過程復雜、環境污染等缺點。碳納米管(CNTs)具有獨特的電學、力學等性能和較大的比表面積，但是由于碳納米管之間存在很強的范德華力，極易纏繞團聚，在許多溶劑中的溶解性和分散性較低，限制了它在電化學等領域的應用。羧甲基纖維素鈉(CMC)、殼聚糖類和葡聚糖是天然的、可再生的天然高分子材料，具有良好的生物相容性和降解性，其分子鏈上豐富的羥基、羧基等基團使其易于進行化學修飾而具有多種功能，因而可以利用它們制備各種碳納米管/天然高分子復合材料。作為新型的生物復合材料，碳納米管/天然高分子復合材料具有優異的力學、電學、生物學等特性。碳納米管/天然高分子復合材料修飾的電極具有制備簡單、成本低、重復性好、靈敏度高等特點，在電化學和生物傳感領域具有廣泛的應用前景。本專利技術在前期研究的基礎上，利用多壁碳納米管(MWCNT)和羧甲基纖維素鈉(CMC)、殼聚糖(CS)、殼聚糖鹽酸鹽(CH)、葡聚糖(GL)等天然高分子作為原料制備多壁碳納米管/羧甲基纖維素鈉、多壁碳納米管/殼聚糖、多壁碳納米管/殼聚糖鹽酸鹽、多壁碳納米管/葡聚糖復合材料，不僅提高了碳納米管的溶劑溶解性和分散性，改善了碳納米管的生物學性能，而且拓寬了它在生物醫學、電化學等領域的應用。用上述各種碳納米管復合材料來涂覆修飾玻碳電極(GCE)，通過碳納米管復合材料與三聚氰胺之間的靜電吸引和氫鍵作用，從而簡單快速有效檢測三聚氰胺。此外，該方法可以直接用于真實乳制品或者食品中三聚氰胺的檢測，既不需要離心、洗滌等復雜的預處理過程，也不使用三氯乙酸、甲醇等有毒化學試劑，是一種相對簡單和環保的方法。該方法在牛奶中三聚氰胺的實際檢測中，有著非常廣闊的應用前景。
技術實現思路
要解決的技術問題為了避免現有技術的不足之處，本專利技術提出，技術方案，其特征在于步驟如下:步驟1:分別用0.3 μ m和0.05 μ m的氧化鋁粉末來拋光玻碳電極GCE，再將玻碳電極分別放在丙酮、乙醇、去離子水中超聲4min，得到干凈、導電性良好的玻碳電極；步驟2:將多壁碳納米管MWCNTs與羧甲基纖維素鈉CMC的碳納米管復合材料配制在水溶液中、超聲分散30min,形成濃度為10mg/mL的穩定粘性的碳納米管復合材料溶液；步驟3:將步驟2的碳納米管復合材料溶液涂覆到干凈的玻碳電極上，經紅外干燥后得到玻碳工作電極；步驟2:將乳制品加入磷酸鹽緩沖溶液PBS中，把玻碳工作電極、鉬輔助電極、甘汞參比電極插入溶液之中，連接好三電極測試系統進行測試。步驟2的碳納米管復合材料溶液以多壁碳納米管MWCNTs與殼聚糖CS的碳納米管復合材料替代。步驟2的碳納米管復合材料溶液以多壁碳納米管MWCNTs與殼聚糖鹽酸鹽CH的碳納米管復合材料替代。步驟2的碳納米管復合材料溶液以多壁碳納米管MWCNTs與葡聚糖GL的碳納米管復合材料替代。所述步驟2的多壁碳納米管MWCNTs與羧甲基纖維素鈉CMC的碳納米管復合材料溶液的制備如下:步驟1、制備溴化N-丁基吡啶:將10-60.0g吡啶加入到250mL單頸圓底燒瓶中，用翻口橡皮塞密封，然后反復抽充三次氮氣。在室溫磁攪拌條件下，用注射器向燒瓶中緩慢加入50-IOOg溴代正丁烷，然后水浴加熱至30-60°C繼續磁攪拌I-20h。將產物加入到200mL乙酸乙酯中，進行振蕩以及分液操作，然后重復此操作四次。再將產物放入200mL乙腈中靜置、重結晶，最后放入電熱恒溫鼓風干燥箱進行真空干燥I-20h，從而得到淡黃色的溴化N- 丁基吡啶離子液體；步驟2、酸化的碳納米管:將原始的多壁碳納米管置于錐形瓶中，加入100-500mL濃度為2.6mol/L的自制硝酸溶液中，在20-80°C超聲浴中反應I-6h成均勻黑色溶液，用去離子水多次洗滌使懸浮液至中性，產物在100°C真空烘箱中干燥2-20h，得到羧基化碳納米管；步驟3:將MWCNTs和離子液體加入到單頸圓底燒瓶中，在50-100°C下超聲，同時將含I-10wt%CMC的離子液體溶液在50-100°C下超聲I-5h，然后將上述兩種溶液混合，并繼續超聲I-5h后加入去離子水；再將反應液用0.22 μ m混纖濾膜進行抽濾，得到的黑色黏性產物，將其分散到去離子水中后進行抽濾，反復此操作五次。最后將制得的物質于80°C的真空干燥箱中干燥I-15h，從而得到MWCNTs/CMC復合材料。所述多壁碳納米管MWCNTs與殼聚糖CS的碳納米管復合材料的制備如下:步驟1、CS納米粒子的制備:首先稱取適量不同分子量的CS(MW≥5萬，MW≥10萬，M本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測乳制品或者食品中三聚氰胺的電化學方法，其特征在于步驟如下：步驟1：分別用0.3μm和0.05μm的氧化鋁粉末來拋光玻碳電極GCE，再將玻碳電極分別放在丙酮、乙醇、去離子水中超聲4min，得到干凈、導電性良好的玻碳電極；步驟2：將多壁碳納米管MWCNTs與羧甲基纖維素鈉CMC的碳納米管復合材料配制在水溶液中、超聲分散30min，形成濃度為10mg/mL的穩定粘性的碳納米管復合材料溶液；步驟3：將步驟2的碳納米管復合材料溶液涂覆到干凈的玻碳電極上，經紅外干燥后得到玻碳工作電極；步驟2：將乳制品加入磷酸鹽緩沖溶液PBS中，把玻碳工作電極、鉑輔助電極、甘汞參比電極插入溶液之中，連接好三電極測試系統進行測試。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙廷凱，李鐵虎，劉樂浩，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：