文献综述
现状及发展趋势
多环芳烃(PAHs)是最早被发现的环境有机致癌化合物,种类多,分布广[1],其中芘对人体的危害尤为严重。芘以及它的衍生物常存在于农药、化肥、医用药品和化学试剂等中,因此在环境和水体中的分布极为广泛和常见,它也随着各种合成产物进入人们的日常生活,其毒性和致癌性所产生的后果十分严重[2]。芘及芘的衍生物极易通过呼吸、消化系统及皮肤软组织进入人体,现以成为环境科学、预防医学、食品安全领域的研究热点,被越来越多的人所重视。
随着科技的发展,电化学传感器的应用在食品组成成分检测的过程中起到了很大的作用。电化学传感器主要用来测定目标分子或物质的电学和电化学性质,以便用来进行定性或定量的分析和测量。电化学方法由于在高灵敏度、短测量周期、高可靠性等方面的传统优势而得到人们的极大关注。电分析方法常常以电沉积为预浓缩手段,测定前的预浓缩或富集将会大大提高分析的灵敏度和选择性,从而更适用于对痕量物质的测定。相对于其它检测方法,电化学方法仪器设备简单,便于携带,操作方便,可以同时快速检测多种物质,易于实现现场自动检测,在环境监测和现代卫生分析中已得到了较广泛的推广。
被认为是理想的生物氧化还原蛋白之一的血红蛋白(Hb)由于其众所周知的电活性已被用于电化学生物传感器。目前,为提高生物传感器的检测能力,许多研究人员利用生物相容性纳米粒子对前者进行了大量研究,但对后者的关注不多。封装Hb以保存其生物活性以构建灵敏,稳定和可再现的传感器几乎没有报道。
课题的研究意义和价值
目前,检测芘的主要方法有高效液相色谱[3,4]、反向高效液相色谱法[5]、液相色谱-电喷雾串联质谱法[6,7]、气相色谱法[8,9]、气相色谱-串联质谱法[10,11]、离子色谱法[12,13]等。这些方法具有较好的选择性,但普遍存在仪器价格昂贵、运行费用高、不易携带等缺点,在连续监测及现场测定等方面受到很大限制,有的不能进行多组分分析,费时费力;有的会因元素、光谱等干扰而无法测定,因而达不到样品分析中快速、多样品、简便、实时分析的要求。在现代环境监测、食品安全卫生检测和预防医学中,很多情况下需要进行现场、快速检测,传统的化学、物理学方法由于在设备、成本、测量周期等方面的先天性不足。
近年来,生命科学、生物技术、电分析技术、表面科学和高分子材料科学等领域的交叉融合,促进了一些新兴的学科领域,例如生命电分析化学和电化学功能界面[14,15]。电化学功能界面将纳米材料与高分子材料相结合,并可根据需要加以改造,选取不同的纳米粒子和不同高分子材料,构建最优的功能界面,以期取得最佳的电化学功能界面和仿生功能界面效果,不仅具有催化性能可加速电子传递实现直接电化学响应,还具有良好的吸附性、生物相容性,能更好地保持修饰在此界面上生物分子的生物活性,为构建表面高分子微囊膜修饰的类人工Hb 和RBCs 提供可能性,并利用此微囊包裹的类人工Hb 和RBCs构筑性能稳定、测试灵敏的电化学传感器,用于实时快速测定芘及芘的衍生物
因此,建立准确、快速、灵敏、简便的测定芘及其衍生物的新方法对保护居民健康、研究芘及其衍生物的污染现状及评价芘及其衍生物对人体健康的影响具有十分重要的意义。此时,电化学分析方法显示出独特的优势。电化学传感器作为一种经济、快速、灵敏、操作简单的检测工具,逐渐应用于食品分析领域。电分析方法在环境保护、食品安全等方面具有十分重要的意义,研究成果将为新型纳米材料在环境监测、食品安全检测领域的广泛应用打下扎实的基础。这种提出的生物传感器可以为未来在线监测,实时检测和临床分析提供巨大的潜在应用。
应用电化学分析技术来研究环境中芘及其衍生物的高灵敏测定,建立芘的电化学测定及同时测定的方法;同时进行应用研究,将构建的电化学传感器应用于水体、食品、药草、肉类等样品中芘及其衍生物的测定。
