保健品中二甲双胍类降糖药分子印迹-SERS检测方法研究

作     者：卢瑞琴 

作者单位：华南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐小艳;陈建军

授予年度：2020年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 0703[理学-化学] 

主      题：盐酸二甲双胍 盐酸苯乙双胍 分子印迹聚合物 SERS 快速检测 

摘      要：双胍类降糖药主要包括盐酸二甲双胍和盐酸苯乙双胍,因其价格低廉、降糖效果明显,常被非法添加到保健品中以提高降糖效果。长期摄入双胍类降糖药会导致乳酸中毒,造成对肾、肝、胆及分泌系统的萎缩损坏。因此,亟需开发高效灵敏的检测分析方法,用于监测保健品中非法添加的降糖药。如今,多种分析方法与仪器的联用可以规避单个方法的局限性,从而实现对特定目标分析物的高效检测。表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种快速高灵敏的检测技术,但缺乏选择性,在复杂基质中易受干扰,而分子印迹技术的高特异性正好弥补了这一缺陷。本文结合了SERS技术和分子印迹技术的优点,合成包含纳米金和氧化石墨烯的分子印迹聚合物,实现SERS基底对保健品中双胍类降糖药的同时检测。主要内容及结论如下:先用柠檬酸钠还原法制备金纳米粒子(Au NPs),然后用Hummers改良法制备氧化石墨烯(GO),再利用对氨基苯硫酚将金纳米粒子结合在氧化石墨烯表面,合成Au-GO复合材料,最后将以盐酸二甲双胍为模板分子的印迹层聚合在Au-GO表面,制备得到具有三明治结构的分子印迹聚合物(MIP@Au-GO)。对合成实验中功能单体(甲基丙烯酸)、交联剂(乙二醇二甲基丙烯酸酯)、引发剂(偶氮二异丁氰)的用量进行了优化。结果表明,模板分子、功能单体和交联剂的摩尔比为1:4:20,偶氮二异丁氰的添加量为25 mg时,聚合物对盐酸二甲双胍和盐酸苯乙双胍的吸附容量都达到最大,分别为3.11 mg/m L和3.56 mg/m L。采用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和用透射电镜(TEM)分别对聚合物的结构和形貌进行表征。对MIP@Au-GO的静态吸附和吸附动力学分别进行模型拟合,结果表明,聚合物的静态吸附更符合Freundlich等温模型,吸附动力学更符合二级动力学模型。以盐酸二甲双胍、盐酸苯乙双胍、肌酸和L-精氨酸为底物进行竞争性吸附,比较其在MIP@Au-GO上的吸附性能,结果表明MIP@Au-GO对盐酸二甲双胍和盐酸苯乙双胍具有较高的选择性。利用拉曼光谱仪分析比较MIP@Au-GO和Au NPs两种基底的增强效果,发现MIP@Au-GO的增强效果明显要好。进一步分析MIP@Au-GO基底对盐酸二甲双胍、盐酸苯乙双胍、格列齐特和格列本脲这几种降糖药物的SERS检测效果,发现MIP@Au-GO基底对盐酸二甲双胍和盐酸苯乙双胍有特异性增强效果,盐酸二甲双胍在423.99 cm、736.46 cm、929.90 cm、1047.51 cm和1459.96 cm处可观察到特征峰,盐酸苯乙双胍在622.06 cm、745.43 cm、901.51 cm、1003.28 cm和1446.16cm处可观察到特征峰,盐酸二甲双胍的线性范围为0.2～1 mg/m L,盐酸苯乙双胍线性范围为0.25～1.5 mg/m L,检测限为0.1 mg/m L。MIP@Au-GO对盐酸二甲双胍回收率在87.5%～112.5%,RSD为0.8%～8.9%;对盐酸苯乙双胍回收率在96.7%～115%,RSD为3.1%～7.4%。上述结果表明,将SERS与分子印迹技术结合,使二者的优势共同发挥出来,可以提供一种兼具高特异性和高灵敏度的快速检测方法,为痕量物质的分析检测提供了新的策略。