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红霉素是大环内酯类抗生素的代表性抗生素,具有广谱的抗菌作用,而被广泛应用于畜牧养殖中。然而,当作为兽药无管制的使用时,可导致食品中红霉素的残留,通过食物链进入人体,对人体健康产生威胁。为了实现快速检测食品样品中红霉素的残留以及监测人体内红霉素蓄积水平,达到保护人体健康的目的,本文制备了一种对红霉素具有特异性识别能力和高吸附容量的分子印迹聚合物。将其作为电化学传感器的特异性识别单元,建立了两种灵敏、快速、高选择性地检测红霉素的电化学分析方法,并实现了在食品和生物样本中红霉素快速检测的应用。 本研究由以下三部分组成: 第一部分:红霉素分子印迹聚合物的制备和表征 目的:制备对红霉素有选择性识别能力的分子印迹聚合物。 方法:本研究采用沉淀聚合法制备分子印迹聚合物,并优化了模板分子与功能单体之间的摩尔比和交联剂的用量。 结果:其最优的制备条件为:1.5mmol红霉素、6.0mmol甲基丙烯酸溶于50 mL甲醇/乙腈混合溶液(1:4,V/V)后,40℃水浴中孵育过夜。再加入15mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯和40 mg偶氮二异丁腈,超声溶解后氮气除氧,60℃条件下反应24h,最终得到了对红霉素有特异性识别能力和高吸附容量的分子印迹聚合物。经扫描电镜观察,制备的分子印迹聚合物具有多孔结构,粒径均匀,而且相比非印迹聚合物具有更致密的结构。平衡结合实验显示分子印迹聚合物最大吸附容量为93.5 mg g-1,印迹因子为2.12。 结论:该聚合物可作为特异性识别元件应用于电化学分析中。 第二部分:分子印迹电化学传感器用于食品中红霉素残留快速检测研究 目的:通过将MIPs作为电化学传感器的选择性识别元件,建立了一种分子印迹电化学传感器,应用于食品中红霉素的快速检测。 方法:采用差分脉冲伏安法,系统优化一些影响传感器响应信号的参数(电极组成、萃取条件和电化学测量条件),并将制备的传感器用于蜂蜜和奶制品中红霉素的快速检测。 结果:相对于同族结构类似物,制备的分子印迹电化学传感器对红霉素表现出优良的选择性能。在5.0×10-8–1.0×10-5mol L-1范围内,峰电流与红霉素浓度成线性关系,检测限为1.9×10-8molL-1(14.0μg kg-1),远低于欧盟设定的蜂蜜和奶制品的允许添加浓度(40.0μg kg-1)。方法的加标回收率为90.9–109.0%,RSD为1.4–6.2%。 结论:MIPs修饰的电化学传感器有望应用于食品样品中红霉素残留的快速检测。 第三部分:乙炔黑/分子印迹电化学传感器用于生物样本中痕量红霉素快速检测的应用研究 目的:利用乙炔黑良好的催化性能和导电能力,以及MIPs特异的识别性能,构建一种乙炔黑/分子印迹聚合物修饰的电化学传感器,进一步改善了检测的灵敏性。 方法:采用差分脉冲伏安法,优化乙炔黑与石墨粉用量的比例,并将制备的传感器用于血样和尿样中红霉素的快速检测。 结果:相对于红霉素,该传感器对强电活性的多巴胺和双酚A的电流响应低,说明制备的传感器对红霉素具有良好的选择性能。在1.0×10-8–5.0×10-6mol L-1范围内,峰电流与红霉素浓度成线性关系,检测限低至4.3×10-9mol L-1(3.2μg kg-1)。利用该方法用于尿样和血样中红霉素的检测,加标回收率为82.0–119.8%,RSD为1.7–6.3%。 结论:乙炔黑/分子印迹电化学传感器有望应用于生物样品中痕量红霉素的快速检测。