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在食品的加工处理过程中会产生丙烯酰胺(AA)。AA是一类具有神经毒性、生殖发育毒性、遗传毒性、潜在致癌性的人体有害物质,因此需要建立一种快速、高效的检测方法。常规检测AA的方法,如色谱法和质谱法,具有灵敏、准确的优点,但是样品前处理过程复杂,不能满足AA快速检测的需求;电化学方法具有简单、快速、易于推广等优点,AA与血红蛋白(Hb)和还原型谷胱甘肽(GSH)发生加成反应后能够影响GSH与Hb的电化学信号,可实现AA的间接检测,但因其灵敏度低而应用受限。磁性Fe3O4纳米粒子(Fe3O4MNPs)具有良好的生物相容性,与生物大分子共价结合后具有电子传导介质的作用,且结合后不影响其生物活性;炭气凝胶因具有三维网状孔隙结构、良好的导电性被广泛应用于电化学领域;本文结合Hb、GSH、Fe3O4MNPs、炭气凝胶的特点,分别制备了Nafion/Hb-Fe3O4MNPs/GCE、Nafion/GSH-Fe3O4MNPs/GCE和Nafion/GSH-Fe3O4MNPs/炭气凝胶/GCE三种传感器用于AA的电化学检测,具体内容如下:1、制备Fe3O4MNPs,以其作为Hb的固载材料,构建Nafion/Hb-Fe3O4MNPs/GCE传感器。对制备的Fe3O4MNPs进行形貌表征,表明Fe3O4MNPs颗粒均匀,大小均在50nm左右;对影响传感器电化学信号的实验参数进行优化发现,当Hb的固载量为40μg、Nafion的修饰量为1μL时,传感器的响应信号最好,达到10.14μA;对Hb与AA的加成反应条件进行优化,得出最佳反应时间为9min。研究了AA在Nafion/Hb-Fe3O4MNPs/GCE电极上的电化学行为,在1.0×10-6~1.0×10-4mol/L范围内,ΔIp与AA浓度的负对数呈现良好的线性关系,检出限为8.95×10-7mol/L。2、实验过程中发现由于Hb与AA的加成反应时间过长,且Hb容易造成电极的钝化,不利于AA的快速检测。因此,本文基于Fe3O4MNPs与GSH的吸附原理,构建了Nafion/GSH-Fe3O4MNPs/GCE传感器,用于AA的检测研究。对不同电极进行了循环伏安表征,通过实验参数的优化发现,当GSH固载量为100μg、p H为4.5时传感器信号响应最好,为2.478μA。通过对加成反应时间优化,1min为最佳检测时间,较Hb传感器更适合AA的快速检测。在最佳实验条件下,研究了AA浓度与ΔIp的关系,当AA浓度在1.0×10-7~1.0×10-5mol/L范围内时,ΔIp与AA浓度的负对数呈现良好的线性关系,线性方程为Y=-0.299X+2.699(R2=0.9967),检出限为6.41×10-8mol/L。3、炭气凝胶具有巨大的比表面积,能够增加电极的导电性,为进一步提高传感器的检测效果,实验引入炭气凝胶纳米材料制备了Nafion/GSH-Fe3O4MNPs/炭气凝胶/GCE传感器。对GSH的固载方式和炭气凝胶的修饰量进行优化,固载方式为Nafion/GSH-Fe3O4MNPs/炭气凝胶/GCE、炭气凝胶修饰量为4μL时,传感器的响应信号最好,高达101.0μA。对加成反应的温度进行优化,当反应温度为35℃时,检测效果最佳。使用Nafion/GSH-Fe3O4MNPs/炭气凝胶/GCE传感器对AA进行检测,当AA浓度在1.0×10-8~5.0×10-7mol/L与1.0×10-10~1.0×10-8mol/L范围内时,ΔIp与AA浓度的负对数呈现良好的线性关系,检出限为8.87×10-11mol/L。