一种基于双网络磁性导电水凝胶的电化学传感器及其检测胭脂红的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双网络磁性导电水凝胶的电化学传感器及其检测胭脂红的方法。将阳离子瓜尔胶和Fe3O4@COOH

【技术实现步骤摘要】
一种基于双网络磁性导电水凝胶的电化学传感器及其检测胭脂红的方法


[0001]本专利技术涉及食品安全检测
，具体涉及一种基于双网络磁性导电水凝胶的电化学传感器及其检测胭脂红的方法。

技术介绍

[0002]胭脂红是最常用的合成着色剂之一，具有成本低、水溶性好、稳定性高和颜色鲜艳等优点。迄今为止，胭脂红已广泛应用于糖果、蛋糕、碳酸饮料和冰淇淋的制造过程中。然而，由于偶氮官能团(
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N＝N
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)的存在，过量摄入胭脂红可能会诱发人体生殖毒性甚至癌症。因此，建立一种快速、灵敏、准确的食品中胭脂红测定方法，对保障人体健康具有重要意义。
[0003]目前已经报道了多种有前景的分析技术用于胭脂红检测，包括高效液相色谱法、间接竞争性酶联免疫吸附测定法和电化学传感器等。在这些检测技术中，电化学传感器因其成本低、响应快、操作简单等优势而受到广泛关注。水凝胶(HGs)是一种具有亲水性的三维网状聚合物，在吸附、超级电容器和电化学传感器方面引起了广泛的兴趣。然而，电导率差和缺乏快速响应严重限制了纯HGs在电化学中的应用。Fe3O4是一种常用的磁性材料，已有通过对Fe3O4进行修饰制备吸附剂来吸附胭脂红的报道。如《磁性壳聚糖的制备及吸附靛蓝胭脂红的性能评价》(张婉婷等，2017年4月第40卷第4期，环境科学与技术)、申请号CN202110170077.3的专利公开了一种磁性吸附剂及其制备方法等，都是以壳聚糖与Fe3O4为原料制备胭脂红的吸附剂，吸附量的检测是通过吸附模型拟合得到或者通过分光光度计测得，吸附量均为mg/mL，对于痕量吸附则很难检测出来，检测灵敏度不够。如何将Fe3O4加入至水凝胶中构建更加灵敏的检测胭脂红的传感器，设计合适的电极修饰材料是一个巨大的挑战。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种基于双网络磁性导电水凝胶的电化学传感器及其检测胭脂红的方法。本专利技术在水凝胶(HGs)中引入Fe3O4@COOH
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MWCNTs来制备新型双网络磁性导电水凝胶(MCHG)，不仅可以克服传统水凝胶在电化学上应用的局限性(提高电化学传感器的灵敏度)，还可以作为交联剂，从而提高MCHG的均匀性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种双网络磁性导电水凝胶，由以下方法制备：
[0007](1)将阳离子瓜尔胶和Fe3O4@COOH
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MWCNTs分散在乙酸溶液中，加热并搅拌至阳离子瓜尔胶溶解得到混合物；
[0008](2)向步骤(1)得到的混合物中加入β
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CD与MBA的水分散液，加热并搅拌至形成水凝胶，得到双网络磁性导电水凝胶。
[0009]优选的，步骤(1)中，所述Fe3O4@COOH
‑
MWCNTs由以下方法制备：
[0010]将FeCl3·
6H2O、FeCl2·
4H2O和COOH
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MWCNTs混合并分散到去离子水中，在氮气气
氛下加热并搅拌得到混合液；向混合液中逐滴加入氨水，继续搅拌；冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤和干燥，得到Fe3O4@COOH
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MWCNTs。
[0011]优选的，所述FeCl3·
6H2O、FeCl2·
4H2O和COOH
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MWCNTs的质量比为1:1:2；所述混合液中COOH
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MWCNTs的浓度为5～6mg/mL；所述氨水的滴加速度为1mL/min，滴加时间为4min；
[0012]所述加热的温度为70℃，搅拌的时间为30min；继续搅拌的时间为1.5～2h；
[0013]COOH
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MWCNTs(羧基化碳纳米管)购买于江苏先丰纳米材料科技有限公司。
[0014]优选的，步骤(1)中，所述乙酸溶液中阳离子瓜尔胶的浓度为11mg/mL，Fe3O4@COOH
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MWCNTs的浓度为2.5mg/mL，所述乙酸溶液的浓度为1wt％；所述加热的温度为45℃。
[0015]优选的，步骤(2)中，所述混合物、β
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CD与MBA的质量比为16:11:4；所述加热的温度为65℃，所述搅拌的时间为1.5～2h。
[0016]本专利技术的第二方面，提供一种基于双网络磁性导电水凝胶的电化学传感器，所述电化学传感器的工作电极由将双网络磁性导电水凝胶滴涂到玻碳电极上、干燥后得到的。
[0017]优选的，所述双网络磁性导电水凝胶的滴涂量为50～112.5μL/cm2；所述电化学传感器还包括参比电极和辅助电极；所述参比电极为饱和甘汞电极，所述辅助电极为铂电极。
[0018]本专利技术的第三方面，提供电化学传感器在检测胭脂红中的应用。
[0019]本专利技术的第四方面，提供电化学传感器检测胭脂红的方法，所述方法为：
[0020](1)将电化学传感器中的工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极体系，利用差分脉冲伏安法在窗口电位内将工作电极浸入到不同浓度的胭脂红标准溶液中孵育，记录相应电流值Ip；以胭脂红标准溶液浓度为横坐标，电流值Ip为纵坐标，绘制工作曲线；
[0021](2)利用步骤(1)绘制的工作曲线对经前处理的待测物中的胭脂红的含量进行检测。
[0022]优选的，所述窗口电位为0.2
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1.0V；所述不同浓度的胭脂红标准溶液由PBS溶液配制得到；
[0023]更为优选的，待测物前处理的方法为：
[0024]向待测样品中加入DDW、正己烷和NaCl，搅拌后超声处理，然后离心，将底层转移并加热下用氮气吹干；
[0025]更为优选的，检出限为1.8nmol/L。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027](1)本专利技术以双网络磁性导电水凝胶修饰的电极作为工作电极，构建了能够对胭脂红进行灵敏检测的电化学传感器，其中，双网络磁性导电水凝胶具有较大的比表面积，同时Fe3O4@COOH
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MWCNTs作为双网络磁性导电水凝胶的交联剂，不仅可以解决常规水凝胶不均匀或交联强度低的问题，还可以增强双网络磁性导电水凝胶的吸附性、导电性和电催化性能，从而能够提高电化学传感器对胭脂红检测的灵敏度和稳定性。
[0028](2)采用本专利技术的电化学传感器对胭脂红检测的线性范围为0.01
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200.0μmol/L，最低检出限为1.8nmol/L，能够满足各种检测需要。且本专利技术的分析时间分别比传统的检测方法缩短7分钟，适用于快速检测胭脂红。
[0029](3)本专利技术中电极修饰材料的合成方法较简单，对环境友好。因此本专利技术制备的电化学传感器成本较低，并且前处理简单、灵敏度高、分析时间短、实验操作简单，适用于各种
食品中胭脂红的快速检测。
附图说明
[0030]图1：双网络磁性导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双网络磁性导电水凝胶，其特征在于，由以下方法制备：(1)将阳离子瓜尔胶和Fe3O4@COOH
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MWCNTs分散在乙酸溶液中，加热并搅拌至阳离子瓜尔胶溶解得到混合物；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入β
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CD与MBA的水分散液，加热并搅拌至形成水凝胶，得到双网络磁性导电水凝胶。2.根据权利要求1所述的双网络磁性导电水凝胶，其特征在于，步骤(1)中，所述Fe3O4@COOH
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MWCNTs由以下方法制备：将FeCl3·
6H2O、FeCl2·
4H2O和COOH
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MWCNTs混合并分散到去离子水中，在氮气气氛下加热并搅拌得到混合液；向混合液中逐滴加入氨水，继续搅拌；冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤和干燥，得到Fe3O4@COOH
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MWCNTs。3.根据权利要求2所述的双网络磁性导电水凝胶，其特征在于，所述FeCl3·
6H2O、FeCl2·
4H2O和COOH
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MWCNTs的质量比为1:1:2；所述混合液中COOH
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MWCNTs的浓度为5～6mg/mL；所述氨水的滴加速度为1mL/min，滴加时间为4min；所述加热的温度为70℃，搅拌的时间为30min；继续搅拌的时间为1.5～2h。4.根据权利要求1所述的双网络磁性导电水凝胶，其特征在于，步骤(1)中，所述乙酸溶液中阳离子瓜尔胶的浓度为11mg/mL，Fe3O4@COOH
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MWCNTs的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志祥，陈永峰，孙玉奉，王瑞强，王昊宇，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：