[发明专利]一种基于二次聚合的苏丹红-I分子印迹传感器的制备方法

说明书

一种基于二次聚合的苏丹红‑I分子印迹传感器的制备方法，属于化学传感和电分析化学检测技术领域。以苏丹红‑I为模板分子，以N‑（N′‑戊烯酰‑苏氨酸酰）‑壳寡糖为功能单体低聚物，以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，首先在玻碳电极表面聚合形成苏丹红‑I分子印迹膜，然后在含N,N‑亚甲基双丙烯酰胺（MBA）及过硫酸铵（APS）的溶液中电解聚合，脱去模板分子后该电极可用于苏丹红‑I浓度的测定，获得的电极用于苏丹红‑I浓度测定时，特异性、灵敏度和稳定性俱佳。

技术领域

本发明属于化学传感和电分析化学检测技术领域。

背景技术

苏丹红是一种红色的偶氮染料，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型，着色效果好，用后不容易褪色，被广泛用于如溶剂、油、蜡、汽油的增色以及鞋、地板等增光方面。苏丹红对人体有害，据世界卫生组织的国际癌症研究机构(IARC)1995年确定，苏丹红属第三类致癌物质；欧盟国家已在1995年禁止其作为食用色素，我国在《食品添加剂使用卫生标准》中也禁止苏丹红作为食品添加剂使用。但由于苏丹红-I染料成本低廉，一些不法商贩违规添加苏丹红的报道屡见不鲜，因此判断并准确检测食品中是否含有苏丹红-I的成分具有十分重要的现实意义。

目前检测苏丹红用I的检测主要采用高效液相色谱法。虽然高效液相色谱法灵敏度高、准确性好，但对仪器和操作人员要求高，检测成本也较高，检测时间也较长。其他方法中高效液相色谱-光电二极管阵列法、液相-质谱联用法、气相-质谱联用法、极谱法、薄层色谱法和分子印迹固相萃取技术等也能取得较好效果等方法也有很好的检测效果，但也存在仪器昂贵，操作复杂，检测时间长等缺点。因此建立一个快速可靠，操作简便，节约成本的检测食品中苏丹红-I的方法为当务之急。

电化学分析方法因其操作方便、仪器简单、灵敏度高、准确度高而被广泛研究和应用。分子印迹技术是指将模板分子与一定的功能单体通过分子之间的作用形成主-客体复合物，然后加入一定量的交联剂和功能单体共同聚合成高分子聚合物。除去模板分子后，刚性聚合物中的空穴记录有模板分子的构型，且功能基团在空穴中的精确排列与模板分子互补，从而对特定的模板分子具有较高的识别能力。由于其制作简单、稳定性好、可重复使用、成本低，已成为电化学传感器中理想的分子识别装置。构建传感器时，通常将分子印迹聚合物以适当形式固定在电化学传感器电极的表面，其中以构建分子印迹膜的形式较为常见。

N-（N′-戊烯酰-苏氨酸）-壳寡糖是利用N-戊烯酰苏氨酸对分子量较小的壳寡糖的氨基进行改造而获得的一种新型壳寡糖衍生物。由于壳寡糖分子结构上的刚性，且氨基连接的侧链部分形成的小段肽链骨架（-NH₂-CO-CH（R）-NH₂-CO-）也具有一定的刚性，使得壳寡糖衍生物在空间上形成一定的有一定刚性的交叉结构，因而在分子印迹聚合物中可以起到骨架作用。由于壳寡糖氨基上所连接的含烯基部分均匀分布于葡萄糖结构单元的两侧，这种壳寡糖衍生物聚合时将形成较大的网格结构，因而聚合物的通透性将大幅提升。壳寡糖骨架结构上有大量的极性基团羟基（-OH）的存在，辅之以苏氨酸的柔性的侧链基团（即苏氨酸残基），因而可以在空间上形成对某一模板分子（如苏丹红-I）具有较好匹配的空间结构（在理论上可通过量子化学计算模拟）。以这种壳寡糖衍生物为功能单体低聚物制作分子印迹材料，则既能提高对模板分子的特异性，又能在很大程度上改善较大模板分子难以进入聚合物内部的不足。同时，刚性结构的壳寡糖功能单体低聚物可在聚合过程中因溶剂逐步挥发而形成纳米尺寸的结构（由于同时发生交联反应，可以使得析出的壳寡糖结构不会发生聚集），这样可极大地提高分子印迹膜的比表面积，使得传感器的灵敏度得以显著增加。

但在电化学分子印迹膜(MIMs)传感器中，如果分子印迹聚合膜的网格越大，则膜电极的背景电流将越大，这样制得的传感器的信噪比将很小，灵敏度也不够高。因此必须设法降低传感器的背景电流。