本技术涉及化学材料科学,特别是一种磁性芘基β-环糊精氧化石墨烯凝胶及其制备技术,并探讨其在食品安全检测中的应用。该凝胶以其独特的化学结构和磁性特性,在食品安全领域展现出巨大潜力。
背景技术
天然毒素是由真菌、植物或微生物代谢产生的,严重威胁人类的健康。真菌毒素是真菌的剧毒次生代谢物,易污染谷物、饲料及相关食品。受污染食品通过食物链转移积累导致人类和动物的严重健康损害,如胃肠疼痛,水肿,急性肝损伤,甚至死亡。
针对复杂食品基质中不同结构的痕量真菌毒素,大量纳米材料被开发利用,如碳基纳米材料、共价有机框架、无机混合纳米聚合物、金属有机框架、分子印迹单体作为吸附材料。多孔聚合物与其余材料相比,具有刚性的晶体结构,功能可精准定制,孔径可调等优势。现有研究中对多孔聚合物材料起支撑作用的常为凝胶,凝胶作为典型的吸附材料,具有分层多孔性和三维结构,其机械性能有利于目标分子快速扩散到纳米孔结构中。多孔聚合物凝胶的优势如下:1.反应单体可设计用以控制反应途径,促进凝胶形成。2.丰富的多孔聚合物形貌可以支持多种类型的凝胶形成,如膜、纤维、块体。3. 多孔聚合物中丰富的官能团有助于凝胶网络形成。4. 多孔聚合物结构的坚固赋予多孔聚合物凝胶良好的稳定性。但目前合成多孔聚合物凝胶仍需通过修饰聚合物多孔聚合物进行多个化学反应步骤,不利于材料大规模制备,限制多孔聚合物凝胶的工业应用。
现有技术已经公开了一些采用β-环糊精/磁性氧化石墨烯复合材料对特定化合物的吸附,如现有技术《β-环糊精 /磁性氧化石墨烯对氧氟沙星的吸附》(弓巧娟,赵晓燕,韩海霞,等.β-环糊精/磁性氧化石墨烯对氧氟沙星的吸附[J].化学研究与应用, 2022(002):034.)公开了氧化石墨烯( GO) 、β-环糊精( β-CD) 为原料,通过化学共沉淀法合成了β-环糊精/磁性氧化石墨烯复合材料( β-CD/MGO),现有技术《磁性氧化石墨烯/β-环糊精复合材料对 U(Ⅵ)的吸附性能及机理》(史冬峰,唐振平,黄华勇,等.磁性氧化石墨烯/β-环糊精复合材料对U(Ⅵ)的吸附性能及机理[J].原子能科学技术, 2016, 50(009):1556-1564.DOI:10.7538/yzk.2016.50.09.1556.)同样公开了采用原位共沉淀法在氧化石墨烯表面沉积四氧化三铁纳米粒子,合成了磁性氧化石墨烯,再将β-环糊精负载到其表面后可制得具有较高吸附性能的磁性氧化石墨烯/β-环糊精复合材料,现有技术Preparation ofβ-cyclodextrin/graphene oxide and its adsorption properties for methyleneblue(Yang Z , Liu X , Liu X ,et al.Preparation of β-cyclodextrin/grapheneoxide and its adsorption properties for methylene blue[J].Colloids andsurfaces B: Biointerfaces, 2021(1):111605.DOI:10.1016/j.colsurfb.2021.111605)公开了采用改良的Hummers法从天然石墨粉末中制备氧化石墨烯。采用β-环糊精交联法修饰氧化石墨烯制备β-CD/氧化石墨烯,并研究了β-CD/氧化石墨烯复合材料对有机染料的吸附性能。结果表明,β-环糊精/氧化石墨烯复合材料具有高吸附性能,且属于粉末材料。
但是,由于上述现有技术的吸附/检测的基质均为水等简单基质,针对复杂食品基质中不同结构的痕量真菌毒素的吸附/检测,仍需要进一步排除基质中大分子物质干扰以及增强β-环糊精-磁性氧化石墨烯的吸附通量能力。
实现思路