磁性分子印跡聚合物在食品安全的應用范文

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摘要:磁性分子印跡聚合物是采用表面分子印跡技術在磁性顆粒的表面制備的復合材料,既具有分子印跡技術特異性識別的特點,又具有在外加磁場的作用下快速分離的優點,已廣泛應用于食品安全檢測過程中的樣品處理等領域。本文總結了目前磁性分子印跡聚合物的制備方法以及在食品安全檢測中的應用,并對該技術的應用前景進行了展望。

關鍵詞:磁性分子印跡聚合物;分子印跡技術;食品安全檢測

食品在生產、加工和儲存過程中,有時會被藥物等污染,這些問題食品對人體產生危害的過程是緩慢的、累積性的,人們往往意識不到這些危害。除此之外,不法商販在食品生產加工過程中濫用藥物、添加劑等行為也屢禁不止。盡管我國已制定了相關法規和食品安全監管措施,但食品安全現狀仍令人擔憂,主要表現為:農業中農藥殘留量超標,畜牧業中抗生素、激素超標,食品加工業中濫用食品添加劑甚至有毒化工產品等。因此,人們逐漸認識到食品安全檢測的重要性。目前,常用的食品安全檢測技術主要有高效液相色譜技術[1]、電化學檢測技術[2]、光譜分析法[3]等。其中,高效液相色譜法是目前最常見的方法。由于食品基質復雜,有害物含量低,分析前需要進行有效的凈化和濃縮,以消除干擾,提高分析結果的準確性和靈敏度。傳統的樣品前處理方法有液液萃取[4-5]、固相萃取[6-7]等,其中固相萃取法是最常用的方法。但這些方法對目標物缺乏選擇性,為了提高目標物的純度,需要增加樣品的凈化步驟,因此存在溶劑使用量大、處理時間長、操作繁瑣等缺點。因此,開發一種高效的樣品前處理方法以及制備一種高選擇性的材料具有重要意義。

1磁性分子印跡聚合物概念

分子印跡技術(MolecularImprintingTechnique,MIT)來源于免疫學中抗原與抗體的概念。分子印跡聚合物(MolecularlyImprintedPolymers,MIPs)是在模板分子存在的情況下,加入功能單體交聯聚合后,采用物理方法或化學方法從聚合物中除去模板分子而獲得與模板分子在形狀、大小、作用位點互補的孔穴[8-10]。MIPs具有物理和化學穩定性高、易于制備、成本低和可重復利用等顯著優點,在低濃度或復雜基質中也能高選擇性地富集目標物,已被廣泛應用于色譜分離[11]、固相萃取[12-13]、化學傳感器[14]和催化[15]等領域。然而,MIPs在應用時要經過破碎、篩分以及高速離心等處理程序,從而使目標分子的傳質受到阻礙,導致親和結合力低,耗時、耗力[16-17]。近年來,磁性分子印跡聚合物(MagneticMolecularlyImprintedPolymers,MMIPs)用于樣品前處理過程得到越來越多的關注。MMIPs的制備過程主要包括磁性納米粒子的制備和表面改性,以及涂覆分子印跡聚合物。由于加入了磁性介質,MMIPs可以在外加磁場的作用下,不經過離心或過濾就能實現與基質的快速分離,因此在食品安全樣品前處理領域得到廣泛應用[18]。

2磁性分子印跡聚合物的制備方法

磁性分子印跡聚合物制備方法主要有:本體聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法、沉淀聚合法和表面印跡聚合法。

3磁性分子印跡聚合物在食品安全檢測中的應用

MMIPs作為固相萃取材料用于樣品前處理過程,克服了傳統液-液萃取法溶劑用量多的缺點;且對被測目標物具有特異性,可以有效消除其他雜質的干擾,檢測限較低。同時,由于加入磁性介質可以快速實現檢測試劑與樣品基質的分離,明顯縮短了操作時間、提高了效率,因此MMIPs已被廣泛用于食品安全檢測。

4總結與展望

因具有在低濃度或復雜基質中快速分離目標物以及特異性識別等特點,磁性分子印跡聚合物已被廣泛應用于食品安全檢測領域,但仍存在一些需要改進的問題,例如:1)需要開發更多種類的功能單體和交聯劑;2)目前一般用于檢測小分子,而很少用于檢測蛋白質和部分微生物;3)分子印跡聚合物對磁載體的包裹不完全,存在磁泄露問題。隨著化學合成技術的不斷發展,上述問題終將得到解決,磁性分子印跡聚合物將在食品安全檢測領域發揮更加重要的作用。

作者：梁金玲;黃玉霞;何金興 單位：齊魯工業大學(山東省科學院)食品科學與工程學院