磷脂是生物体细胞膜的重要组成成分,它是具有疏水脂肪酸链和亲水基团的两亲性分子,其不饱和脂肪酸在氧气或其他氧化剂存在时极易发生氧化。在肉品加工中肌内磷脂是脂质水解、氧化的主要底物,一些氧化产物是腌腊风味的主要成分,但也含有对人体健康有害的物质。许多疾病也与磷脂氧化密切相关,如卵巢癌、动脉粥样硬化、心血管疾病等。因此,磷脂氧化的检测和鉴定备受关注。近年来,光电传感器以其背景信号低、灵敏度高、设备成本低、简易小型化等优点引起了人们广泛的关注。受到太阳能敏化染料电池(SCs)的启发,本文设计并制作了一种碳基全印刷介孔芯片,用于快速、实时监测磷脂氧化的过程。研究内容和结果如下:1.C/ZrO2/TiO2介孔芯片(PMC)的制备与表征本章设计C/ZrO2/TiO2介孔芯片,将TiO2、ZrO2、C通过丝网印刷工艺依次涂覆在FTO导电玻璃基底。采用扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UV-vis)、循环伏安图(CVs)、电化学阻抗谱(EIS)等方法,表征C/ZrO2/TiO2介孔芯片并对PMC检测磷脂(本论文以大豆卵磷脂为代表)的可行性进行研究。比较了滴加大豆卵磷脂前后C/ZrO2/TiO2介孔芯片上的电流电压曲线,结果显示,未滴加大豆卵磷脂后的芯片由于介孔ZrO2具有绝缘性,因此短路电流值(Jsc)几乎为零;滴加大豆卵磷脂后的介孔芯片Jsc则不为零,表现出良好的光电性能。这是由于大豆卵磷脂能够浸润到PMC的介孔中,且磷脂满足PMC的能级结构,电子被TiO2有效抽取,形成闭合回路,因此可以用来检测磷脂。2.碳基介孔芯片对磷脂氧化过程的快速检测本章首先对比了 C/ZrO2/TiO2介孔芯片对不同氧化体系的磷脂进行检测,采用光照和变温法处理大豆卵磷脂,模拟磷脂不同氧化体系。结果表明,光照条件下Jsc从0.043 mA·cm-2下降到0.011 mA·cm-2,而贮存于暗处滴加了大豆卵磷脂的C/ZrO2/TiO2介孔芯片,其Jsc是相对稳定的;40℃下滴加了大豆卵磷脂的C/ZrO2/TiO2介孔芯片,其Jsc从0.048 mA.cm-2下降到0.018 mA·cm-2,而保存在0℃条件下Jsc电流几乎没有变化。接着根据Jsc电流信号和POV的关系,对不同氧化程度的大豆卵磷脂进行定量检测,获得线性方程:POV=-1580.4×Current+87.196,根据此线性方程可以判断磷脂的氧化程度。同时,PMC的Jsc随大豆卵磷脂含量的增加而增加,且浓度为1-5 mg范围内与Jsc呈良好的线性关系,线性回归方程为Jsc(mA·cm-2)=0.02165 ×mass(mg)-0.02478,相关系数(R)为0.9948,检出限为0.367 mg(S/N=3)。此外,该PMC介孔芯片对亚油酸、肉豆蔻酸、花生四烯酸、胆固醇和亲水性的葡萄糖等食品中其它成分具有良好的抗干扰能力。将PMC与其他测定磷脂氧化的方法进行比较,结果表明,该PMC具有更高的灵敏度和更低的检测限。在低温(0℃)条件下,通过一系列连续测量,证明了 PMC检测的稳定性;采用不同的PMC检测相同浓度的磷脂,考察了PMC检测的准确性。