食品接触材料中双酚A含量的电化学检测方法研究

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双酚A(BPA)是一种拟雌激素类物质,将其添加到塑料制品中可提高材料的机械性能和利用度,故在食品包装或工业生产中应用广泛。但由于它对人体具有神经毒性和致癌性,甚至会对环境造成危害。因此,需要对BPA的检测方法深入研究。本论文利用离子液体(IL)与石墨烯(GNs)结合后展现出的优良特性以及纳米粒子对IL/GNs复合物修饰电极的增敏作用,构建了基于钯纳米粒子(PdNPs)/IL/GNs的手工制作电极(HME)和金纳米粒子(AuNPs)-IL/GNs复合材料修饰的玻碳电极(GCE)电化学传感器,实现了对食品接触材料中BPA快速、灵敏的检测,并成功应用于实际样品的检测中。论文主要分为以下几个部分:第1章,简要介绍了BPA的来源、危害及现有检测方法;阐述了电化学传感器的组成、种类,重点介绍了石墨烯、离子液体、贵金属纳米粒子在电化学传感器中的应用;概述了论文的研究思路与创新点。第2章,自制IL/GNs电极(IL/GNs HME),利用PdCl42-与GNs之间的自发氧化还原反应,使分散性良好且表面洁净的PdNPs原位还原在IL/GNs HME上,得到PdNPs/IL/GNs HME,应用于检测BPA。实验优化了修饰PdNPs的温度和时间、缓冲液pH、富集时间和电压等参数及其对传感器性能的影响,并利用扫描速度对BPA在电极上的电化学氧化行为进行了分析。在优化的条件下,得到PdNPs/IL/GNs HME对BPA的检测线性范围为10~100μmol L-1(r=0.9962),检出限为1.5μmol L-1(S/N=3)。将该传感器用于一次性泡面碗样品中BPA含量的检测,回收率令人满意。第3章,利用IL/CS/GNs GCE构建BPA传感器,为了进一步提高传感器灵敏度,研究比较了AuNPs在IL/CS/GNs GCE上的三种修饰方法。通过对不同方法(柠檬酸钠还原法、自还原法、直接浸没法)合成的AuNPs进行比较,最终选用直接浸没法在IL/CS/GNs GCE表面修饰AuNPs,并利用所制备的AuNPs-IL/CS/GNs GCE构建了方便、快速、灵敏的BPA电化学传感器。实验优化了AuNPs的制备条件、缓冲液pH、BPA富集条件等参数,考察了传感器的稳定性和重现性。在优化的条件下,BPA的检出限为4.8 nmol L-1(S/N=3)。将该传感器用于一次性泡面碗、塑料瓶、纸杯中BPA残留量的检测,回收率为91.3~105.0%。综上所述,本论文建立了电化学检测食品接触材料中BPA含量的新方法,实现了对BPA的快速、灵敏检测,将所建立的方法应用于实际样品的加标回收实验中,结果令人满意,说明所建立的方法具有很好的可行性。
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