关键词：
荧光探针
食品检测
香豆素
萘酰亚胺
吩噻嗪
摘要：
随着人们生活水平的提高,食品营养与安全受到公众的广泛关注。探明食品中各元素的含量既是实现精准营养有效途径也是保证食品质量与安全的重要方式。传统用于检测食品中各物质的方法操作复杂,成本高,且对样品的要求较高,无法快速检测。相比之下,新型检测方式—荧光探针检测法具备多种优势,如检测速度相对较快、选择性好、灵敏度高、化学合成成本低、容易修饰和操作简单等,在食品中广泛应用。谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂,在生物体细胞内广泛存在,探究食品中谷胱甘肽的含量对于评价食品的营养功能有着指示意义。食品中违法添加甲醛是导致食品安全问题频发的关键因素之一,日常生活中被常用于消毒剂的次氯酸也可能会对食品的质量造成不利影响。因此,本研究以不同的荧光团构建了3种荧光探针分别用于食品以及生物样品中谷胱甘肽、甲醛和次氯酸的检测。主要研究内容如下:
(1)制备了一个基于香豆素荧光团的荧光探针NFRF,通过巯基与卤素发生亲核取代反应特异性识别谷胱甘肽。单独探针几乎不显示荧光,与谷胱甘肽反应后荧光显著增强且响应迅速,在1 min内就可以完成反应。谷胱甘肽浓度在2.5～20μM的范围内,荧光强度不断上升且与谷胱甘肽浓度呈现良好的线性关系,经计算,检测限为0.16μM。选择常见的硫醇类物质和多种活性物质测试探针的选择性和抗干扰能力,结果表明,探针能够特异性识别谷胱甘肽,且在其他干扰物质共存的情况下荧光性能不会受到干扰。由于探针出色的识别能力,将探针负载到滤纸上构成的固体传感器可以简单的实现谷胱甘肽的可视化检测。成功将探针应用于蔬菜、水果、谷物和3种血清等实际样品中谷胱甘肽的检测,加标回收率为86.78%～111.23%,相对标准偏差不超过4.14%,测试结果准确。
(2)构建了一种基于萘酰亚胺荧光团的荧光探针NFD用于识别甲醛,通过引入吗啉基团提高探针的水溶性,引入水合肼作为探针的识别基团。识别甲醛前,由于PET效应,探针不显示荧光,识别甲醛后,PET效应被抑制,探针的荧光强度显著增强。选择多种活性物质测试探针的选择性与抗干扰能力,结果显示,探针能够特异性识别甲醛且不受其他活性物质的干扰。根据荧光滴定试验绘制标准曲线,甲醛在30～100μM的浓度范围内与荧光强度呈现良好的线性关系。经计算,检测限为0.95μM。用该探针在多种食品样品和3种动物血清中进行加标回收试验,加标回收率为82.1%～115.7%,相对标准偏差在0.03%～5.08%。同时,将探针负载到滤纸上可以实现液态以及气态甲醛的可视化检测。
(3)制备了一个基于吩噻嗪荧光团的荧光探针NYF用于识别次氯酸,单独探针几乎不显示荧光,识别次氯酸后荧光增强了约50倍。根据荧光强度与次氯酸浓度的关系建立标准曲线,检测限为0.26μM。荧光光谱显示,探针NYF能够特异性识别甲醛且不受其他活性物质的干扰,基于此将探针应用于食品样品与环境水样中次氯酸的检测,加标回收率为93.66%～104.36%。将探针负载到滤纸上与不同浓度的次氯酸反应后在荧光灯下观察滤纸的荧光变化,随着次氯酸浓度的增大,荧光强度不断增加,实现了次氯酸的可视化检测。
通过开发这3种荧光探针实现了食品以及生物样品中危害物及营养元素的快速检测,以便更广泛地应用于实际检测中。为快速检测领域提供了有价值的贡献,并为未来的科学研究和实际应用提供了新的思路和方向。
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