[发明专利]快速检测食品中苏丹红I的电化学传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速检测食品中苏丹红I的电化学传感器及其制备方法，属于分析化学领域，也属于食品安全领域。

背景技术

在食品加工过程中，为改善感官性质，使其更加诱人，常常添加一些色素。目前添加的色素可分为天然色素和人工合成色素两大类。天然色素来源于天然产物，对人体的危害小。人工合成色素则是通过化学方法合成出的有机色素，与天然色素相比较，人工合成色素不仅色泽鲜艳、着色力强，而且性质稳定、价格低廉，因而广泛用于食品行业。然而现代医学研究证实许多人工合成色素对人体的危害十分严重，必须严格控制其用量甚至禁止使用。苏丹红I是一种人工合成的偶氮类色素，目前广泛用作食品尤其是辣椒制品的色素添加剂。然而大量的实验室数据表明苏丹红I可能引起癌症，基于此，国际癌症研究机构将其归于第三类致癌物质。我国也在1996年的《食品添加剂卫生标准》中明令禁止使用苏丹红。但是，许多厂家在利益的驱使下，仍然违规添加苏丹红I。由此可见，加强食品中苏丹红I的检测十分必要。

目前苏丹红I的检测方法主要有色谱法、色谱-质谱联用法和光谱法。色谱法和色谱-质谱联用法虽然灵敏度高、选择性好，但是分析时间长，需要大型复杂的仪器设备和专业的操作人员，难以实现快速检测，不便于普遍推广。分光光度法虽然所需仪器简单，操作简便，不失为一种快速检测方法，但是其灵敏度低、选择性差，不适合痕量分析。与之不同的是，电化学传感检测不仅灵敏度高、选择性好，而且操作简便、分析速度快、样品预处理简单、所需仪器简便便携，因而非常适合痕量组分的快速检测。苏丹红I的分子结构中含有电活性的偶氮基团，在一定条件下可以被电化学还原。基于此，发展了多种电化学还原测定苏丹红I的传感器。但是这些传感器绝大多数采样汞为敏感材料，不仅对人体危害大，而且会造成环境污染。此外，这些电化学传感器为避免溶解氧还原信号的干扰，测定前需要通高纯惰性气体(如氮气、氩气等)来除去溶液中的氧，因而操作复杂，并导致整个分析时间过长(约15～20min)。因此，研究快速简便、高灵敏度测定食品中违禁苏丹红I的环境友好型电化学传感器仍充满挑战和创新性。

发明内容

本发明的目的在于弥补上述技术之不足，提供一种高灵敏度、操作简便、环境友好的快速检测食品中苏丹红I的电化学传感器及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种快速检测食品中苏丹红I的电化学传感器，包括绝缘柱和穿插并固定在绝缘柱中心的金属导体，金属导体的一端位于绝缘柱的后端外部，绝缘柱的前端设有空腔，敏感材料填充于该空腔内，且与金属导体的另一端接触；所述敏感材料为至少包括蒙脱土、导电碳粉和粘合剂的混合物，蒙脱土和导电碳粉在该混合物中的质量百分含量分别为5％～20％和60％～90％，其余为粘合剂。

本发明还提供了上述快速检测食品中苏丹红I的电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：按上述敏感材料中所含各组分的质量百分含量，将蒙脱土、导电碳粉和粘合剂混合均匀，得到敏感材料，然后将该敏感材料填充于绝缘柱前端所设有的空腔内，并使敏感材料与穿插固定于绝缘柱中心的金属导体的端部接触。

以上所述蒙脱土的粒径为50nm～500nm；导电碳粉为石墨粉、乙炔黑粉或活性炭粉，其粒径为50nm～500nm；粘合剂为石蜡油。

以上所述空腔为圆柱形，其高度为0.5～3mm，直径为1～6mm。

以上所述绝缘柱的直径为3～15mm，所用的绝缘材料为聚四氟乙烯、聚三氟乙烯或聚醚醚酮树脂。

以上所述金属导体为铜棒、铝棒或铂棒，其直径为0.25～3mm。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明的电化学传感器具有高灵敏度

本发明是以层状结构的蒙脱土作为电化学传感器的敏感材料，借助其强的富集能力，能显著提高苏丹红I的表面浓度和电化学氧化信号，实现高灵敏度测定，检测限为0.01mg L^-1(即10ppb，4.03×10^-8mol L^-1)。

(2)本发明的电化学传感器能实现快速检测

蒙脱土对苏丹红I的氧化有显著的增敏效应，灵敏度高，因而使用本发明的电化学传感器测定苏丹红I时无需长时间富集，满足快速检测要求(测定时间低于2min)。

(3)本发明的电化学传感器使用时操作简便

测定时基于苏丹红I的电化学氧化信号，溶解氧无干扰，因此，测定前不需要长时间除氧，操作非常简便。此外，传感器为全固态、体积小，便于携带。