一种果汁中维生素含量的电化学测定方法技术

本发明专利技术公开了一种果汁中维生素含量的电化学测定方法，包括：将未进行前处理的果汁直接作为检测溶液或者用电解质溶液将未进行前处理的果汁稀释后作为检测溶液，以垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对果汁进行检测。本发明专利技术采用垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极，可以检测果汁中水溶性维生素；采用垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极，可以检测果汁中的脂溶性维生素。本发明专利技术还可以实现果汁中的脂溶性维生素和水溶性维生素的筛分检测，检测灵敏度高、响应时间短、检测限低，对指导人群科学摄取维生素具有重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学传感领域，尤其涉及一种果汁中维生素含量的检测方法。
技术介绍
维生素又名维他命，是维持人体生命活动必须的一类有机物质，也是维持人体健康的重要活性物质，广泛存在于谷类、果蔬、肉禽及蛋类等动植物细胞中。维生素摄入不足或过量均可导致机体功能障碍，而且维生素易在烹调、加工过程中损失，因此分析和评价食品中的维生素含量将对指导人群科学摄取维生素具有重要的参考价值。根据其溶解性差异，可分为水溶性维生素、脂溶性维生素和两亲性维生素。水溶性维生素包括B族维生素和抗坏血酸等，例如，维生素C作为强氧化剂参与了氨基酸羟化反应和去除自由基等过程；脂溶性维生素包括维生素A、D、K、E等，例如，维生素A具有促进生长、维持上皮组织正常机能的作用，并参与视紫质的合成，能增强视网膜的感光力。目前，研究者们已采用各种技术分析检测果汁中维生素的含量，如微生物法、气相色谱法、高效液相色谱法、高效液相色谱-串联质谱法、荧光光谱法、紫外分光光度法等。这些方法都需要对果汁样品进行复杂的前处理过程，如脂溶性维生素样品一般要先进行皂化处理，去除脂肪和一些脂溶性物质，再进行提取；水溶性维生素样品在提取前需要采用硫酸、盐酸或蛋白酶、淀粉酶水解样品，将结合的水溶性维生素转化为游离态的水溶性维生素，并结合固相萃取，获得待测溶液。这些复杂的预处理过程使得测定结果极易受干扰。除此之外，耗时长、大型仪器昂贵、专门的仪器操作人员等特点，已难以满足当前分析要求和发展趋势，限制了这些方法在实际生活中的应用。电化学方法由于其操作简单，价格低廉、响应速度快、灵敏度高等优点，可以实现对果汁中维生 素含量的快速、实时、在线监测。碳纳米管、表面活性剂、石墨烯和DNA等材料都可以修饰在电极表面，提高监测性能。但是这些修饰电极在应用于复杂实际样品时会遇到电极污染问题，不易被推广。介孔二氧化硅是一类孔径在2～50nm、孔道排布均一有序的新型纳米结构材料，在吸附、催化、光、电和磁等领域均具有广阔的应用前景。其中，垂直有序介孔二氧化硅不仅具有介孔二氧化硅材料的固有特性，还由于其孔道垂直于基底有利于物质传递。近年来，合成垂直有序介孔二氧化硅的方法有溶液生长法(Angew.Chem.Int.Ed.,2012,51,2173-2177)、电化学辅助自组装法(Nat.Mater.,2007,6,602-608)、蒸发诱导自组装法(Plasmonics,2011,6,715-723)、π-π作用诱导法(J.Am.Chem.Soc.,2010,132,13654-13656)、外延生长法(Nat.Mater.,2008,7,712-717)、有机分子诱导共组装法(J.Am.Chem.Soc.,2015,137,3779-3782)、强磁场法(science,1997,278,264-268)、电场法(Chem.Commun.,2004,1198-1199)等方法，其中前两种方法是因其操作简单而受到研究们的广泛青睐。此法可在电极表面直接得到垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束的复合膜，即为垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极。圆柱形胶束由如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等的表面活性剂组成，CTAB均匀地排布在介孔二氧化硅孔道内部，带电极性基团朝外，而烷基链通过疏水作用聚集在一起，在每个孔道内形成一个疏水空腔。而圆柱形胶束可以通过溶剂萃取的方法从介孔二氧化硅孔道中去除，从而得到垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极。目前还没有利用上述垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极以及垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极应用于检测果汁中维生素的相关报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于垂直有序介孔二氧化硅的电化学检测果汁中维生素含量的方法，该方法检测灵敏度高，不需要复杂的预处理过程。一种果汁中维生素含量的电化学测定方法，包括：将未进行前处理的果汁直接作为检测溶液或者用电解质溶液将未进行前处理的果汁稀释后作为检测溶液，以垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对果汁进行检测。本专利技术检测，不需要对果汁进行复杂的前处理操作比如过滤、提纯等操作，快捷方便。作为优选，电化学方法检测过程中，利用已知标准维生素样品，确定各维生素的特征氧化峰，进而确定检测溶液中维生素的种类；然后针对每种维生素，制作该维生素氧化峰电流和浓度的校准曲线，得到果汁中各维生素的含量。比如，可将标准维生素样品与检测溶液一起进行电化学检测，也可预先对各种已知维生素样品进行检测，然后在对待检测果汁进行检测。本专利技术采用电化学方法，以垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极为工作电极，铂电极和银/氯化银分别为对电极和参比电极，对果汁中维生素进行快速检测。作为优选，所述电解质溶液为氯化钠水溶液、硫酸钠水溶液、氯化钾水溶液、磷酸缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液或tris-盐酸缓冲溶液中的一种；进一步优选氯化钠水溶液。所述电解质溶液的浓度为0.02～0.5mol/L，进一步优选为0.05～0.1mol/L；所述电解质溶液的pH值为6～8。进一步优选为6～7。作为优选，果汁检测溶液为未进行任何前处理或者只用电解质溶液稀释，稀释倍数为1～100倍，进一步优选为5～10倍。作为优选，所述果汁中包括脂溶性维生素，水溶性维生素以及两亲性维生素中的一种或多种。所述脂溶性维生素为维生素A，维生素D2、维生素D3、维生素E、维生素K3中的至少一种；所述水溶性维生素为维生素C(抗坏血酸)、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B9、维生素B12中的至少一种；所述两亲性维生素为水溶性维生素E。作为进一步优选，所述果汁中含有维生素A、维生素C中的一种或两种混合物。当检测具有多种维生素的果汁时，作为优选，先以垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极中的一种电极为工作电极进行检测，再用另外一个中电极作为工作电极进行检测。此时作为优选，所述果汁中至少包括脂溶性维生素和水溶性维生素。采用该技术方案，垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰电极可以检测果汁中的脂溶性维生素的含量，而垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰电极可以检测果汁中的水溶性维生素的含量。当脂溶性维生素和水溶性维生素共存时，利用垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰电极和垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰电极这两种修饰电极，可以实现脂溶性维生素和水溶性维生素的筛分检测。作为优选，所述工作电极为垂直有序介孔二氧化硅阵列或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的下列电极之一：氧化铟锡(ITO)电极、氟掺杂氧化锡电极、金电极、铂电极、石墨电极、玻碳电极、丝网印刷电极。作为优选，垂直有序介孔二氧化硅阵列或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极中，介孔二氧化硅阵列孔径为2～3nm。作为优选，所述工作电极由溶液生长法、电化学辅助法、蒸发诱导自组装法、π-π作用诱导法、外延生长法、有机分子诱导共组装法、强磁场法、电场法中的一种制备得到。进一步优选为溶液生长法和电化学辅助自组装法。作为优选，所述垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种果汁中维生素含量的电化学测定方法，其特征在于，包括：将未进行前处理的果汁直接作为检测溶液或者用电解质溶液将未进行前处理的果汁稀释后作为检测溶液，以垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对果汁进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种果汁中维生素含量的电化学测定方法，其特征在于，包括：将未进行前处理的果汁直接作为检测溶液或者用电解质溶液将未进行前处理的果汁稀释后作为检测溶液，以垂直有序介孔二氧化硅阵列修饰的电极或垂直有序介孔二氧化硅阵列和圆柱形胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对果汁进行检测。2.根据权利要求1所述的果汁中维生素含量的电化学测定方法，其特征在于，电化学方法检测过程中，利用已知标准维生素样品，确定各维生素的特征氧化峰，进而确定检测溶液中维生素的种类；然后针对每种维生素，制作该维生素氧化峰电流和浓度的校准曲线，得到果汁中各维生素的含量。3.根据权利要求1所述的果汁中维生素含量的电化学测定方法，其特征在于，所述电解质溶液为氯化钠水溶液、硫酸钠水溶液、氯化钾水溶液、磷酸缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液或tris-盐酸缓冲溶液中的一种，浓度为0.02～0.5mol/L，pH值为6～8。4.根据权利要求1所述的果汁中维生素含量的电化学测定方法，其特征在于，所述果汁中包括脂溶性维生素，水溶性维生素以及两亲性维生素中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的果汁中维生素含量的电化学测定方法，其特征在于，所述脂溶性维生素为维生素A，维生素D2、维生素D3、维生素E、维生素K3中的至少一种；所述水溶性维生素为维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B9、维生素B12中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏彬，晏菲，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33