辣椒素类物质的电化学检测新方法研究及应用

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目的:1.建立一种简便、价廉的辣椒素类物质(Capsaicinoids,Caps)的免修饰电化学检测新方法。2.基于金纳米粒子/磁性四氧化三铁(AuNPs/Fe3O4)纳米复合材料结合偶氮反应,将辣椒素类物质富集于丝网印刷碳电极(Screen printed carbon electrode,SPCE)表面,建立一种高灵敏的辣椒素类物质电化学检测新方法,并采用该方法检测食用油中辣椒素类物质的含量以实现地沟油(Illegal cooking oil,ICO)的鉴别。方法:1.分别采用循环伏安法(Cyclic voltammetry,CV)和吸附溶出示差脉冲伏安法(Differential pulse adsorptive stripping voltammetry,DP-AdSV)对辣椒素类物质进行定性和定量分析。所用电极为免修饰SPCE:工作电极和对电极由碳浆印制,参比电极由含有AgCl的Ag浆印刷。2.采用高能电子束辐照法制备AuNPs/Fe3O4纳米复合材料,利用稳定的Au-S共价结合力将4-氨基苯硫酚(4-aminothiophenol,4-ATP)固定于AuNPs上,形成AuNPs/Fe3O4-ATP复合物。地沟油样本经液-液萃取后与AuNPs/Fe3O4-ATP进行偶氮反应形成AuNPs/Fe3O4-ATP-azo-Caps复合物,超纯水洗涤该复合物两次,采用支持电解质重新分散,并滴加于SPCE工作电极表面,外置磁铁富集金磁性纳米复合物于工作区域,再采用DPV进行电化学检测。结果:1.在最优的实验条件下,免修饰电化学法检测辣椒素类物质的线性范围为0.1616.37μmol/L,回归方程I(μA)=0.5737 c+0.5375(R2=0.9978),测得定量限(Limit of quantification,LOQ)为0.15μmol/L,检测限(Limit of detection,LOD)为0.05μmol/L(S/N=3)。日内和日间精密度的相对标准偏差分别在4.0%5.0%和5.1%8.6%之间,平均回收率为95.5%107.7%。采用该方法测定了市面上五种常食用的辣椒中辣椒素类物质的含量,结果为0.511.78 mg/g。2.基于AuNPs/Fe3O4纳米复合材料和偶氮反应检测辣椒素类物质的线性范围为0.1010.00 ng/mL,回归方程I(μA)=0.8508 c+0.8169(R2=0.9947),测得的LOQ为0.05 ng/mL,LOD为0.02 ng/mL(S/N=3)。日内和日间精密度的相对标准偏差分别为4.9%5.7%和6.4%7.7%,平均回收率为92.8%103.9%。采用该方法分别测定了3个阳性ICO样本和3个阴性对照样本,结果与采用液相色谱-串联质谱法(Liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)测定结果一致。结论:1.免修饰SPCE直接检测辣椒素类物质的方法简便快速、成本低廉,SPCE能进行低成本批量生产,可实现微型化检测,该方法在辣椒及其制品的食品检测中有着很好的应用前景。2.基于AuNPs/Fe3O4纳米复合材料和偶氮反应可实现对ICO中辣椒素类物质的高灵敏检测,该方法可用于ICO的鉴定,为食品卫生领域提供一种灵敏价廉的检测方法,对保障民众的食品安全和身体健康有重要意义。
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