基于NafionGSH-Fe3O4@CsPtGCE检测丙烯酰胺

背景介绍烯酰胺（AM）是一种常见于油炸、烧烤、烹饪类等经高温处理食物中的一种致癌物。目前电化学分析检测AM的方法主要有血红蛋白传感器法、核酸适配体法等。这些方法虽然简单、快捷，但其加成、孵育时间较长，因此在电化学传感器定量分析AM方面还存在一些不足。还原性谷胱甘肽（GSH）传感器法由于其既具有核酸适配体传感器的检出限较低的优点又克服了血红蛋白加成时间长的弊端，因此在制备电化学传感器定量分析AM方面存在较大的潜力。GSH电化学传感器在AM定量分析方面虽然具有其他传感器所不具备的优良特性，但其本身不稳定，且所产生的电化学信号弱；Fe3O4@Cs是一种具有核壳结构的纳米复合材料，由于其是在Fe3O4的外层负载了一层碳层，可以有效的缓解其聚集的现象；铂（Pt）纳米材料具有良好导电性和电化学催化活性，不仅有助于提高传感器的稳定性而且可以为GSH提供良好的电化学稳态环境。文章亮点1）制备Nafion/还原性谷胱甘肽-四氧化三铁@碳/铂/玻碳电极（Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE）传感器，对丙烯酰胺（Acrylamide,AM）进行定量分析。2）Fe3O4@Cs/Pt具有良好的导电性和生物相容性，能有效提高传感器的灵敏度；AM浓度负对数与其与GSH间加成率在1×10-10～1×10-5mol/L呈良好的线性关系，检出限为5.624×10-11

mol/L，且该传感器短期稳定性较好。内容简介1

实验部分1.1

主要仪器和试剂1.2

试验方法1.2.1

Fe3O4@Cs-Pt的制备1.2.2

Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE的制备1.2.3

样品处理取7.108mg的丙烯酰胺粉末，均匀撒在2g的薯条上面，然后参考文献对薯条进行处理。取处理后的薯条上清液，用0.1mol/L的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠定容至100mL，并调节至pH为4.5，备用。2

结果与讨论2.1

形貌表征用SEM对制备好的Fe3O4@Cs/Pt进行形貌表征，其结果见图1。2.2

不同传感器的电化学表征以10mmol/L的[Fe(CN)6]3-溶液（含0.1mol/LKCl)为电解质溶液，分别对GCE、Fe3O4@Cs/GCE、Fe3O4@Cs/Pt/GCE和Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE进行交流阻抗（Electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS）表征，其结见图2。2.3

AM与传感器加成前后的循环伏安曲线以pH4.5的PBS缓冲液为支持电解质溶液，Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE为工作电极，进行循环伏安（Cyclicvoltammetry,

CV）扫描，然后向其中加入AM使其浓度为1×10-6

mol/L，让AM与Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE加成50s后再对其进行CV扫描，其结果见图3。2.4

GSH固载量的优化分别用1、2、3、4、5和6

μL浓度为20

μg/μL的GSH制备传感器，然后将制备好的Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE置于pH4.5的PBS缓冲液中，然后对其进行CV扫描，其结果见图4。2.5

Nafion量的优化分别用0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的Nafion制备传感器，然后对其进行CV扫描，来研究Nafion对传感器的影响，其结果见图5。2.6

加成温度选择分别在28、30、32、34、36、38和40

℃的环境下，让Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE与浓度为1×10-6

mol/L的AM进行加成反应，来研究加成温度对其加成率的影响，其结果见图6。2.7

加成时间选择在最佳试验条件下，分别让GSH与1×10-6

mol/L的AM加成反应20、40、60、80、100和120

s，来研究加成时间对GSH与AM加成率的影响，其结果见图7。2.8

标准曲线在最佳试验条件下，分别用不同浓度的AM与Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE进行加成反应，来研究其加成率与AM浓度间的关系，其结果如图8所示。2.9

实际样品检测取5

mL处理好的加标溶液，用制备好的Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE对其进行检测分析，根据加成率计算出其浓度并和气相色谱法检测结果进行对比，其结果见表1。2.10

稳定性研究将制备好的Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE置于4

℃环境中进行保存，每隔12h对其进行CV扫描，来研究Nafion/GSH-Fe3O4@Cs/Pt/GCE的稳定性，其结果见图9。3

结论制备了Fe3O4@Cs/Pt纳米复合材料，并在此基础上制备了Nafion/G