快速检测食品中铬、镉、铜、汞的光电型传感方法的建立

目前,由于环境污染以及食品生产、加工、运输等环节造成的重金属污染日趋严重,对人类健康造成巨大威胁。完善、有效的重金属检测技术是控制食品重金属污染的关键环节之一。传统的检测重金属的方法主要有原子吸收法、分光光度法、等离子体质谱法等,这些方法检测灵敏、准确,但操作繁琐、样品前处理时间长、检测时间长、需要大型仪器、不能实现现场检测。鉴于目前检测食品中重金属的样品数量庞大,建立快速、高效的现场检测技术尤为必要。本论文建立了快速检测四种重金属——铬、镉、铜、汞的光电型传感方法,有望实现现场检测。具体的研究过程和结果如下：1.快速检测食品中铬(Ⅵ)的光电型传感方法的建立：本实验利用二苯碳酰二肼与铬络合显色的原理,将二苯碳酰二肼固定化制成试纸条,插入自制的便携式单色光反射计,组装出检测食品中铬的光电型传感器。实验结果表明：当铬的浓度范围处于0.1 mg/L到30 mg/L时,光反射率与铬浓度呈现良好线性关系。经过检测条件优化后,该技术的检出限为0.05 mg/L,检测时间为5分钟,平均回收率约为93%,准确率为94%。2.快速检测食品中镉的光电型传感方法的建立：本实验利用1-(4-硝基苯)-3-(3-甲基吡啶)三氮烯与镉络合显色的原理,将1-(4-硝基苯)-3-(3-甲基吡啶)三氮烯固定化制成试纸条,插入自制的便携式单色光反射计,组装出检测镉的光电型传感器。实验结果表明：当镉的浓度范围处于1 mg/L～70 mg/L时,反射光信号值与镉离子浓度呈现良好线性关系。经过检测条件优化后,该技术的检出限为0.5 mg/L,检测时间为5分钟,平均回收率约为87%,准确率为94%。3.基于化学显色反应的快速检测食品中痕量铜的光电型传感方法的建立：本实验利用吡咯烷二硫代甲酸与铜显色的原理,将吡咯烷二硫代甲酸固定化制成试纸条,插入自制的光电型传感器装出检测铜的光电型传感器。实验结果表明：当铜离子的浓度范围处于1 mg/L到100 mg/L时,反射光信号值与铜离子浓度呈现良好的线性关系。经检测条件优化后,该技术的检测限为0.1 mg/L,检测时间5分钟,平均回收率约为99.6%,准确率为98%。4.基于酶促反应的检测食品中痕量铜的光电型传感方法的建立：本实验利用铜对葡萄糖氧化酶具有抑制作用,从而抑制葡萄糖氧化酶—辣根过氧化物酶-葡萄糖(Glu)-邻联甲苯胺(OT)偶联反应体系生成蓝色产物,样品中铜含量越高,蓝色产物的量越少,显色越淡的原理,将Glu与OT固定化制成试纸条,插入自制的便携式单色光反射计,组装出检测铜的光电型传感器。实验结果表明：当铜的浓度范围处于1mg/L到100 mg/L时,反射光信号值与铜离子浓度呈现良好线性关系。经过检测条件优化后,该技术的检出限为0.1mg/L,检测时间为8分钟,平均回收率为89%,准确率为88%。5.快速检测食品中汞(Ⅱ)的光电型传感方法的建立：本实验利用汞对葡萄糖氧化酶的抑制作用,葡萄糖氧化酶—辣根过氧化物酶-葡萄糖(Glu)-邻联甲苯胺(OT)偶联反应体系生成蓝色底物的原理,将Glu与OT固定化制成试纸条,插入自制的便携式光电型传感器,得出汞金属浓度与反射光信号值的标准曲线。实验结果表明：当汞的浓度范围分别处于1mg/L到10 mg/L时,反射光信号值与汞浓度呈现良好线性关系。经过检测条件优化后,该技术的检出限为0.02 mg/L,检测时间分别为8 min,平均回收率为91%,准确率为98%。以上建立的检测4种重金属的传感方法检测快速、简便、灵敏,能够满足食品中相应重金属检测的需要。通过对方法以及仪器性能的进一步优化,有望实现对4种重金属的现场、快速检测。