[发明专利]一种基于立方Ia3d结构介孔碳的电化学传感器检测腌制肉中亚硝酸盐的方法

说明书

本发明属于肉制品质量检测技术领域，涉及一种基于立方Ia3d结构介孔碳的电化学传感器检测腌制肉中亚硝酸盐的方法。方法为：首先采用硬模板法合成了具有Ia3d结构的有序介孔碳CMK‑8，并通过静电吸附作用将带正电的金纳米颗粒AuNPs紧密的结合在带负电的CMK‑8的有序孔道内外得到复合材料，并滴加在经过处理的玻碳电极表面，经红外干燥后得到工作电极，在其表面滴加血红蛋白溶液，经干燥、清洗、再次干燥后得到电化学传感器，可应用于腌制肉中亚硝酸盐的检测；本发明不仅有效地提高了NOsubgt;2/subgt;supgt;‑/supgt;检测过程中的灵敏度、稳定性和选择性，而且可以重复使用，操作步骤简单、快速，能够实现食品中亚硝酸盐含量的大规模检测。

技术领域

本发明属于肉制品质量检测技术领域，具体涉及一种基于立方Ia3d结构介孔碳的电化学传感器检测腌制肉中亚硝酸盐的方法。

背景技术

腌制肉制品因具有丰富的营养，诱人的香气和独特的滋味而广受消费者的喜爱。在其制作工艺中，通常会添加亚硝酸盐作为肉制品护色剂，改善肉制品的感官色泽，赋予其明亮鲜红的颜色，并具有特殊风味；除此之外，亚硝酸盐对多种厌氧性梭状芽孢菌，如肉毒梭菌以及绿色乳杆菌等有抑制作用，能够延长肉质品的货架期。然而，摄取过量的亚硝酸盐会严重影响人体健康。亚硝酸盐作为一种强氧化剂，进入人体血液后可使亚铁血红蛋白转化为高铁血红蛋白，使其失去载氧功能；另外，亚硝酸盐还可与氨基酸降解反应生成具有致癌性的亚硝胺类物质。根据中国国家食品安全标准(GB 2760-2014)规定，腌制肉制品中亚硝酸盐的残留量不得超过30mg/kg，成人摄入0.2-0.5g即可引起中毒，3g即可致死。因此，建立一种超灵敏，快速，准确的亚硝酸盐分析方法，对于保障公众的健康和腌制肉制品的安全都具有重要意义。

目前，已经报道了许多常规方法来检测亚硝酸盐，包括分光光度法，色谱法，毛细管电泳等，但是它们大多存在复杂且耗时的检测过程、消耗大量的化学试剂、设备昂贵等缺点，极大地限制了它们的实际应用。近年来，荧光法、电化学和化学发光法等被报道用于亚硝酸盐的检测。其中，电化学传感技术由于其灵敏度高，检测速度快，仪器简单，价格低廉以及易于小型化的优点而备受关注，特别是基于血红蛋白(Hb)的传感器被认为是一种测定亚硝酸盐的强大工具。血红蛋白是一类含血红素的氧化还原蛋白质，可以通过测定其中的铁卟啉与NO₂^-之间的氧化还原反应产生的电信号来实现亚硝酸盐定量检测。然而，目前所构建的血红蛋白传感器仍存在血红蛋白分子固载不牢固，易失活，传感器导电率不高，稳定性较差等问题。近年来，多孔材料，尤其是有序介孔碳作为电极修饰材料备受关注，它具有独特的有序介孔通道，可调节的孔径，大的表面积，出色的导电性和良好的生物相容性，为构建性能良好的传感器提供了新的希望。目前，在传感器的设计中最常用介孔碳材料的是具有长直平行孔道的二维六方结构(p6mm)的介孔碳，但是还未有报道采用三维双连续立方(Ia3d)结构的介孔碳构建传感器用于亚硝酸盐的检测。因此本研究选择具有独特的双连续孔道的Ia3d结构的介孔碳结合血红蛋白构建传感器，这使开发出具有增强电分析性能的创新传感界面成为可能。

发明内容

本发明针对现有的检测问题，如部分方法操作过程烦琐、分析时间长、易受干扰、不能满足日常监测的需求等。本发明提供了基于Ia3d结构介孔碳的单步电化学传感器检测腌制肉中亚硝酸盐的方法，利用带正电荷的金纳米颗粒锚定的三维双连续立方有序介孔碳(AuNPs-CMK-8)复合材料修饰的玻碳电极作为高导电传感界面，血红蛋白作为识别元件，通过测定血红蛋白中的铁卟啉与NO₂^-之间的氧化还原反应产生的电信号来实现亚硝酸盐的定量检测。总体而言，该传感器操作简便、快速灵敏，具有出色的选择性、高稳定性和极低的检测限，为评估腌制肉中亚硝酸盐的残留量提供了新的机会。

具体的，本发明通过以下技术方案实现：

(1)采用硬模板方法，以介孔二氧化硅KIT-6作为模板，蔗糖作为碳源制备得到具有双连续立方Ia3d结构的有序介孔碳材料，记为CMK-8材料；