论文部分内容阅读
维生素C作为一种人体必需营养物质,对机体疾病预防和治疗有着至关重要的作用,但人体不能通过自身新陈代谢合成维生素C,只能通过饮食或药物摄入。因此,实现日常食品药物中维生素C含量的准确测定对保持身体健康、饮食营养、医疗保健等具有十分重要的意义。目前,用于维生素C检测的方法主要有滴定法、伏安法、高效液相色谱法、分光光度法等,这些方法在满足检测的同时存在着不同程度的缺陷。如滴定法对有色物质检测准确度低;伏安法电极修饰复杂;高效液相色谱法需专人操作,仪器价格昂贵;液相分光光度法便携性差等。围绕现有检测方法存在的不足之处,本文采取的研究思路如下:拟依托静电纺纳米纤维膜较高的比表面积、丰富的孔结构及聚苯胺良好的氧化还原活性和光学性能,提出了基于静电纺聚苯胺/尼龙66复合纳米纤维膜的维生素C比色检测体系的设计与构建,以期开发一种灵敏度高、操作简单、便于携带、成本低廉、可适于现场检测的维生素C检测体系。具体工作开展如下:通过化学氧化法合成了具有光化学活性的聚苯胺,以其作为维生素C检测的传感物质,尼龙66为模板材料,依托静电纺丝技术制备了具有纳米蛛网结构的聚苯胺/尼龙66复合纳米纤维膜,系统研究了聚苯胺/尼龙66体系中聚苯胺含量对溶液性质、纤维膜形貌结构及维生素C颜色响应性能的影响。通过采用场发射扫描电镜表征、紫外-可见光漫反射光谱测试,确定聚苯胺在溶液体系中的最佳含量为2.5%,且该条件下获得的纳米纤维膜的比表面积为31.23m2/g,较大的比表面积为维生素C的高灵敏检测提供了有利条件。通过优化传感检测的过程参数:氧化时间(最佳时间60s)、反应时间(最佳时间30min),使聚苯胺/尼龙66传感膜对维生素C达到最优检测效果。此外,在最佳检测条件下,借助紫外-可见光漫反射光谱表征对聚苯胺/尼龙66传感膜维生素C检测的灵敏性、选择性和再生重复使用性进行研究。结果表明,具有较大比表面积的传感膜对维生素C可实现50ppb的裸眼检测极限,且具有良好的选择性和再生重复使用性。最后,利用智能手机颜色读取软件(iOS App)获得聚苯胺/尼龙66传感膜对标准浓度维生素C响应颜色参数Red(R)、Green(G)、和Blue(B),并将其制成检测浓度范围为50ppb~400ppm的标准比色卡,为实现维生素C的比色量化分析提供可能。基于主成分分析法,将R、G、B三维数据的第一主成分(PC1)作为维生素C浓度对数函数拟合标准曲线,其中在50ppb~3ppm和4ppm~400ppm浓度范围内PC1与维生素C浓度对数呈良好线性关系,相关系数分别为0.953和0.974,从而有望利用PC1-维生素C浓度对数拟合标准曲线对维生素C进行定量检测。该方法为比色定量分析提供了一种新思路。