分子印迹技术在食品安全检测领域的应用
2021-06-01李翠萍
摘要:针对分子印迹技术在食品安全检测领域的应用,采取经验总结分析的方法,展开具体的论述,提出食品安全检测的策略,共享给相关人员参考借鉴。经检测实践检验,采用分子印迹技术,进行农药残留检测与其他检测,可获得积极的效果,具有推广应用价值。若想发挥技术的应用价值,要做好每个检测环节的质量把控,防范检测不准确情况的发生,保障食品安全。
关键词:分子印迹技术;食品;安全检测
目前,我国食品安全水平不断提高,但是随着“网红食品”日益火爆,食品安全隐患不断增加。人们对健康食品和绿色食品的需求不断增加。基于此,深度分析此课题,提出有效的检测技术手段,对于保障食品安全有着重要的意义。
1. 现阶段我国食品安全隐患
近年来,我国不断加大对食品安全的监管力度,食品安全形势向好,食品安全事件发生的数量减少,不过食品安全体系依旧面临四大问题,即微生物污染、“网红食品”、添加剂超标、农兽药残留。在网络购物以及物联网技术的推动下,人们通过网络渠道购买食品的频次以及花费不断增加。根据数据显示,2015-2019年,网络零售产品中“吃”类产品同比增长30.90%。基于此背景,食品安全检测的压力不断增加,探索有效的检测技术手段,具有重要的意义。
2. 分子印迹技术在食品安全检测领域的应用技术
2.1 食品安全检测常用的安全检测技术
从检测实践总结,常用的分子印迹技术手段如下:
分子印迹固相萃取法。采用MIPs,可在复杂的样品内精准选择吸附目标或相应的物质,可重复利用,被广泛应用。随着技术的优化,提出MISPE以及分子印迹固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法,在猪肉和猪肝安全检测方面提供了技术支持。根据检测实践分析,使用MIPs可获得不错的特异选择性和亲和性效果,多当作固相萃取的填充物,可有效消除样品含有的复杂成分,促使处理效果和准确性得到提高。色谱固定相技术。常用的方法包括分子印迹填充色谱柱和分子印迹整体色谱柱等,可为兽药残留检测提供技术支持。
分子印迹传感器。使用的印跡聚合物,具有不错的特异性和环境耐受性等优势,为检测传感器敏感膜的研究,提供强有力的支持。虽然分子印迹技术在传感器领域已经获得了基础突破,但是早期技术的稳定性和灵敏度不高。随着研究的深入,MIP传感器获得技术突破。
2.2 分子印迹电化学传感器的应用性能
2.2.1 技术方案
使用的分子印迹电化学传感器,集成了MIT技术与电化学检测技术手段,制作了高质量的设备,可兼顾两种技术的应用优势。虽然MIP有着很多的应用优势,不过因为膜厚度和非导电性,还是影响着传感器的灵敏度。通过将金属卟啉以功能单体的形式引入到技术中,既可以提高膜选择吸附性能,还可以拓宽单位的选取范围。通过依据模板分子的结构来设计或者修饰卟啉分析,发挥分子印迹技术的应用优势,能够获得性能较好的敏感材料,为食品安全检测提供支持。现结合技术实验,进行具体的分析。
2.2.2 实验试剂和仪器
技术实验中选择的试剂主要如下:自制的四羟基锌卟啉;乙二醇二甲基丙烯酸酯;偶氮二异丁腈;甲醇、冰醋酸;甲基对硫磷;乐果、对硫磷、壳聚糖、磷酸二氢钠等。使用的仪器设备如表1所示。
2.2.3 功能单体的合成
按照技术操作流程,在规格为50mL的圆底烧瓶内,添加相应的二氯甲烷、四羟基锌卟啉以及三乙胺,搅拌均匀,之后在冰浴状态下添加一定的甲基丙烯酰氯,处于常温状态下搅拌反应30min。完成实验之后,在反应液内添加蒸馏水,使用分液漏斗水进行反复的清洗,让有机相呈中性;使用旋转蒸发器进行蒸发反应,获得粗产物,再运用柱层析法进行分离处理,提取第一代产物,经过真空干燥处理后,获得紫黑色固体ZnMOTPP。
2.2.4 微球的合成与其他材料的制备
此部分主要需要制备MIPMs-Zn以及NMIPMs-Zn。使用相同方法制备空白微球,两者的不同在于配制模板分子-功能单体预聚合物时,不添加甲基对硫磷分子。除了微球的合成,还需要制备Graphene/AuNPs修饰电极。
2.2.5 电化学检测
在CHI660型电化学工作站进行,使用三电极体系,使用印迹微球以及空白微球修饰的玻碳电极,当作工作电极;选择SCE作为参比电极;选择铂丝作为对电极。运用CV和DPV方法,开展甲基对硫磷的化学性能检测。
2.3 实验结果
功能单体的表征。ZnMHTPP与ZnMOTPP的紫外可见,通过观察可以得知,实验结果初步能够说明目标产物ZnMOTPP的合成获得了成功。
印迹微球红外谱表征。通过对比实验图可以得出,印迹微球的合成,其是以MP为模板分子;以ZnMOTPP作为功能单体;以EDGMA为交联剂。从合成的形貌特点分析,NMIPMs-Zn的表面比较光滑,相对而言MIPMs-Zn则比较粗糙,存在着很多褶皱以及沟壑。究其原因,印迹微球使用溶剂处理之后,去除模板分子的印迹微球表层的痕迹。同对比组的微球相比,其表面积以及孔径优势更加突出,能够获得更好的负载量和吸附力。
2.4 结论
(1)印迹微球的合成,其是以MP为模板分子;以ZnMOTPP作为功能单体;以EDGMA为交联剂。
(2)通过电化学实验获得的结果得知,此印迹传感器的最低检出限为6.67×10-10mol/L。
(3)采用分子印迹技术,进行电化学传感器的优化,可增强仪器的专一识别特性。制备的传感器,不仅响应速度快,而且稳定性和灵敏度优势较为明显,为测定甲基对硫磷提供有力的支持。
3. 分子印迹技术在食品安全检测领域的应用策略
3.1 做好仪器设备的选择把控
目前来说,食品安全检测任务更重,若想实现快速准确检测,要做好检测过程的质量把控。采用分子印迹技术开展检测,要求选择适宜的检测仪器设备,满足检测作业的需求。根据检测目标的特点,进行仪器的对比分析,选择适宜的仪器,切实保障食品安全检测结果的真实性与准确性。对使用的仪器设备,要进行事前检查,排查潜在的问题,促使食品安全检测能够高质量开展与落实。
3.2 选择适宜的检测方法
食品安全检测时,可以选择的分子印迹技术手段,在实践中要比较多地结合检测任务的实际情况,根据检测对象和要求进行检测方法的分析,优选适宜的技术手段,促使整个检测工作能够高质量落实。在进行食品安全检测时,要求严格按照分子印迹技术标准规范操作,最大程度上发现存在的问题,保障食品安全。对参与食品安全检测的人员,要做好业务培训,使其能够掌握分子印迹技术的应用要点和质控措施,保障食品安全检测工作高质量落实。
3.3 加大技术的创新力度
从食品安全检测工作的需求角度分析,要加大技术的创新力度。分子印迹技术的创新要朝向以下方向:目前来说,分子印迹和识别过程的机理,已经从定性和半定量发展为定量研究,进一步朝着高选择性以及微型化方向发展。基于分子水平,切实掌握印迹与识别的整个过程。加大对功能单体和交联剂的研究,研发新型单体,为提高分子印迹水平提供支持。印迹从小分子阶段逐渐朝着生物大分子方向发展,例如多肽和蛋白质等。通过技术探索和研究,例如细胞标记以及癌细胞识别等,提出优化创新的策略。积极探索高水平的分子印迹技术,促使食品安全检测技术水平得到提高。
4. 结语
综上所述,分子印迹技术的合理应用,对保障食品安全检测高质量落实,起到积极的作用。文中结合实验,分析了MIPMs-Zn/Graphene/AuNPs/ GCE电化学传感器的应用性能,提出做好仪器设备的选择把控、选择适宜的检测方法、加大技术的创新力度等建议。通过创新分子印迹技术手段,促使食品安全检测工作高效落实。
作者简介:
李翠萍(1982-),女,广西崇左人,硕士,工程师;研究方向:食品检测。