绿色环保型聚合物包覆石墨传感器用于食品中丙烯酰胺的快速原位检测

为解决食品中丙烯酰胺(ACM)检测方法复杂、成本高的问题，研究人员开发了一种基于离子缔合物(ACM-TPB)的聚合物包覆石墨传感器(ACM-CG)。该传感器具有宽线性范围(1×10-7-1×10-1 M)、低检测限(1×10-8 M)和75天稳定性，可直接检测薯片、咖啡等食品中的ACM，结果与HPLC法一致。其绿色度(AGREE评分0.85)和简便性为食品安全监测提供了新工具。

　　

丙烯酰胺(ACM)是薯片、咖啡等高温加工食品中产生的潜在致癌物，欧盟已设定其限量标准。传统检测依赖HPLC、GC-MS等昂贵技术，需复杂前处理，难以现场应用。针对这一难题，Taif大学等机构的研究团队在《BMC Chemistry》发表论文，开发了一种颠覆性的检测方案——绿色环保型聚合物包覆石墨传感器(ACM-CG)。

研究团队创新性地利用ACM与四苯硼钠(TPB)形成1:1离子缔合物(ACM-TPB)，将其与增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、聚氯乙烯(PVC)复合制成敏感膜。通过优化膜成分比例(ACM-TPB:PVC:DBP=20:40:40)和活化条件(2小时浸泡)，传感器在pH 3-8范围内展现优异性能：57.45 mV/decade的能斯特响应、10秒快速响应、抗Na⁺/K⁺等干扰能力(选择性系数<0.1)。关键实验技术包括：(1)离子缔合物制备与表征(元素分析验证C/H/N含量)；(2)石墨电极涂覆工艺(1mm厚膜层)；(3)电位分析法(与Ag/AgCl参比电极联用)；(4)食品样本前处理(水提取+离心过滤)；(5)绿色度评估(AGREE和RGB12工具)。

性能特征
传感器线性范围跨越6个数量级(1×10^-7-1×10^-1 M)，检测限比同类传感器低10倍。在75天内保持稳定性，咖啡样本检测结果(810.97±19.57 μg/kg)与HPLC法(813.97±14.37 μg/kg)高度吻合。

应用验证
检测6类食品显示：咖啡粉ACM含量最高(接近欧盟850 μg/kg限值)，婴儿谷物最低(25.67±19.42 μg/kg)。加标回收率99.95±0.51%，证实方法准确性。

绿色优势
AGREE评分0.85(近满分1)，能耗<0.1 kWh/样本，显著低于HPLC(>1.5 kWh)。RGB12白度评分97.5，体现环境友好与高效检测的统一。

该研究突破传统检测局限，首次将石墨电极与ACM-TPB离子交换机制结合，实现无需衍生化处理的现场检测。相比文献报道的酶传感器(寿命9天)和纳米金电极(成本高)，本方案在成本(<1美元/次)、操作简便性(仅需pH计)和可持续性(THF溶剂回收)方面具有显著优势，为食品企业质量监控提供普适性工具。未来需在工业化生产中验证膜材料的长期稳定性，并探索微型化设备集成可能。