基于NafionGSH-Fe3O4@CsPtGCE檢測丙烯酰胺

背景介紹烯酰胺（AM）是一種常見于油炸、燒烤、烹飪類等經(jīng)高溫處理食物中的一種致癌物。目前電化學(xué)分析檢測AM的方法主要有血紅蛋白傳感器法、核酸適配體法等。這些方法雖然簡單、快捷，但其加成、孵育時(shí)間較長，因此在電化學(xué)傳感器定量分析AM方面還存在一些不足。還原性谷胱甘肽（GSH）傳感器法由于其既具有核酸適配體傳感器的檢出限較低的優(yōu)點(diǎn)又克服了血紅蛋白加成時(shí)間長的弊端，因此在制備電化學(xué)傳感器定量分析AM方面存在較大的潛力。GSH電化學(xué)傳感器在AM定量分析方面雖然具有其他傳感器所不具備的優(yōu)良特性，但其本身不穩(wěn)定，且所產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)弱；Fe3O4@Cs是一種具有核殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料，由于其是在Fe3O4的外層負(fù)載了一層碳層，可以有效的緩解其聚集的現(xiàn)象；鉑（Pt）納米材料具有良好導(dǎo)電性和電化學(xué)催化活性，不僅有助于提高傳感器的穩(wěn)定性而且可以為GSH提供良好的電化學(xué)穩(wěn)態(tài)環(huán)境。文章亮點(diǎn)1）制備Nafion/還原性谷胱甘肽-四氧化三鐵@碳/鉑/玻碳電極（Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE）傳感器，對(duì)丙烯酰胺（Acrylamide,AM）進(jìn)行定量分析。2）Fe3O4@Cs/Pt具有良好的導(dǎo)電性和生物相容性，能有效提高傳感器的靈敏度；AM濃度負(fù)對(duì)數(shù)與其與GSH間加成率在1×10-10～1×10-5mol/L呈良好的線性關(guān)系，檢出限為5.624×10-11

mol/L，且該傳感器短期穩(wěn)定性較好。內(nèi)容簡介1

實(shí)驗(yàn)部分1.1

主要儀器和試劑1.2

試驗(yàn)方法1.2.1

Fe3O4@Cs-Pt的制備1.2.2

Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE的制備1.2.3

樣品處理取7.108mg的丙烯酰胺粉末，均勻撒在2g的薯?xiàng)l上面，然后參考文獻(xiàn)對(duì)薯?xiàng)l進(jìn)行處理。取處理后的薯?xiàng)l上清液，用0.1mol/L的磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉定容至100mL，并調(diào)節(jié)至pH為4.5，備用。2

結(jié)果與討論2.1

形貌表征用SEM對(duì)制備好的Fe3O4@Cs/Pt進(jìn)行形貌表征，其結(jié)果見圖1。2.2

不同傳感器的電化學(xué)表征以10mmol/L的[Fe(CN)6]3-溶液（含0.1mol/LKCl)為電解質(zhì)溶液，分別對(duì)GCE、Fe3O4@Cs/GCE、Fe3O4@Cs/Pt/GCE和Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE進(jìn)行交流阻抗（Electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS）表征，其結(jié)見圖2。2.3

AM與傳感器加成前后的循環(huán)伏安曲線以pH4.5的PBS緩沖液為支持電解質(zhì)溶液，Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE為工作電極，進(jìn)行循環(huán)伏安（Cyclicvoltammetry,

CV）掃描，然后向其中加入AM使其濃度為1×10-6

mol/L，讓AM與Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE加成50s后再對(duì)其進(jìn)行CV掃描，其結(jié)果見圖3。2.4

GSH固載量的優(yōu)化分別用1、2、3、4、5和6

μL濃度為20

μg/μL的GSH制備傳感器，然后將制備好的Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE置于pH4.5的PBS緩沖液中，然后對(duì)其進(jìn)行CV掃描，其結(jié)果見圖4。2.5

Nafion量的優(yōu)化分別用0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的Nafion制備傳感器，然后對(duì)其進(jìn)行CV掃描，來研究Nafion對(duì)傳感器的影響，其結(jié)果見圖5。2.6

加成溫度選擇分別在28、30、32、34、36、38和40

℃的環(huán)境下，讓Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE與濃度為1×10-6

mol/L的AM進(jìn)行加成反應(yīng)，來研究加成溫度對(duì)其加成率的影響，其結(jié)果見圖6。2.7

加成時(shí)間選擇在最佳試驗(yàn)條件下，分別讓GSH與1×10-6

mol/L的AM加成反應(yīng)20、40、60、80、100和120

s，來研究加成時(shí)間對(duì)GSH與AM加成率的影響，其結(jié)果見圖7。2.8

標(biāo)準(zhǔn)曲線在最佳試驗(yàn)條件下，分別用不同濃度的AM與Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE進(jìn)行加成反應(yīng)，來研究其加成率與AM濃度間的關(guān)系，其結(jié)果如圖8所示。2.9

實(shí)際樣品檢測取5

mL處理好的加標(biāo)溶液，用制備好的Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE對(duì)其進(jìn)行檢測分析，根據(jù)加成率計(jì)算出其濃度并和氣相色譜法檢測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果見表1。2.10

穩(wěn)定性研究將制備好的Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE置于4

℃環(huán)境中進(jìn)行保存，每隔12h對(duì)其進(jìn)行CV掃描，來研究Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE的穩(wěn)定性，其結(jié)果見圖9。3

結(jié)論制備了Fe3O4@Cs/Pt納米復(fù)合材料，并在此基礎(chǔ)上制備了Nafion/G