[發明專利]一種鑲金的碳納米管接枝二茂鐵聚合物納米復合電化學傳感材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810095295.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108241011B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 羅延齡;魏雪鵬;張瑞乾;徐峰;陳亞芍
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/48
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種鑲金的碳納米管接枝二茂鐵聚合物納米復合電化學傳感材料及其制備方法和應用，該傳感材料由具有優良電化學性能的碳納米管、金納米粒子及氧化還原響應的聚甲基丙烯酸二茂鐵甲酰氧乙酯組成。其制備過程涉及金納米粒子在碳納米管表面的修飾、絡合及酯化，接著通過原子轉移自由基聚合將二茂鐵基聚合物接枝到鑲金的碳納米管表面。本發明傳感材料可用作電極修飾材料；通過調控體系組成與接枝率可得到具有優良電化學性能，良好電化學靈敏性、可逆性、重現性、寬線性范圍和低檢測限的電化學傳感薄膜。本發明電極修飾材料可用于簡單、快速、準確、有效和可靠的食品安全檢測。

技術領域

本發明屬于納米復合材料和功能材料技術領域，具體涉及一種鑲金的碳納米管接枝二茂鐵聚合物傳感材料及其制備方法和應用。

背景技術

食品是人類生存和發展的物質基礎，它提供人類維持生命、生長和發展、從事各種活動所需的能量和營養。然而隨著現代工農業的發展，人類的生存環境受到了污染和破環，有毒有害物質的污染逐漸加劇，危害了人類的健康和生命安全。食品添加劑和有機磷農藥(OPPs)是兩種典型的有毒有害物質，其中敵百蟲和三聚氰胺是最常見的一種OPPs和食品添加劑。它們在環境和食物中的積累會對人類健康造成直接或潛在的危害。敵百蟲是一種中等毒性的有機磷農藥。吸入時的第一反應通常是呼吸損害，包括流鼻涕、咳嗽、胸部不適、呼吸困難或呼吸短促、氣喘。它還會導致記憶力減退、注意力集中、迷失方向、嚴重抑郁、易怒、困惑、頭痛、言語困難、反應遲緩、噩夢、夢游、嗜睡或失眠。它可能還具有致癌性、致畸性和致突變性。三聚氰胺被描述為“吞食、吸入或被皮膚吸收的有害物質”。攝入三聚氰胺可能導致生殖損害，或膀胱或腎結石，從而導致膀胱癌。為了確保食品安全和人類健康，一般要求食品添加劑和食品中殘留的農藥殘留量應控制在最低效的水平。2006，聯合國糧農組織和世界衛生組織下的食品添加劑聯合專家委員會確認奶牛奶中敵百蟲的最大殘留限量(MRLs)為每公斤50微克，其他水果蔬菜殘留限量標準MRL為每公斤0.5毫克。2010年7月，國際食品法典委員會(CAC)宣布食品中三聚氰胺含量不能超過2.5mg kg^-1，特別是嬰幼兒配方奶粉中，三聚氰胺的限值為1mg kg^-1。因此，快速、及時、準確地檢測食品或農產品中健康相關化合物的殘留量，對于確保食品安全和人體健康是非常重要的。

目前，食品檢測分析技術包括化學分析(CA)、紅外光譜和各種色譜技術，包括薄層色譜(TCL)、氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)等。也有報道利用核磁共振光譜進行三聚氰胺的非靶向篩查和同步量化。與CA和TCL法相比，雖然GC和HPLG具有較高的靈敏度和準確性，但一般都需要昂貴的設備、繁瑣的預處理程序和較高的專業操作技能。此外，復雜的樣本背景、耗時的分析、低的被分析物濃度，以及分析儀器有限的定性能力都會造成痕量農藥和食品添加劑檢測的困難。因此，它們不適合現場快速測定和推廣。分子印跡、電化學和生物傳感技術的發展和應用彌補了這些技術的不足。特別是基于納米復合材料的電化學傳感器具有設計簡單、成本低、電化學性能好、靈敏度高、反應快等優點，已廣泛應用于OPPs殘留檢測中。因此，可以提高電化學傳感器性能的新型納米復合修飾電極的設計對傳感器的開發和后續有害物質的檢測具有重要意義。盡管如此，食品安全檢測仍存在一些困難。在大多數情況下，需要改進檢測限、重現性和穩定性，從而有效地檢測痕量殘留物。