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为解决果汁中低浓度苯脲类除草剂(PUHs)检测难题,研究人员制备 N-GQDs@MIP/ZnO/PVA 冷冻凝胶吸附剂,结合固相萃取(SPE)与高效液相色谱(HPLC)检测 PUHs。方法线性 5.0-150.0 ng?mL?1,LOD 1.0 ng?mL?1,回收率 76.8%-109.7%,稳定性佳,为食品安全控制提供高效手段。
在现代农业生产中,苯脲类除草剂(phenylurea herbicides, PUHs)被广泛用于杂草防治,但其在果蔬中的残留问题对食品安全构成潜在威胁。PUHs 水溶性中等,易通过灌溉进入食物链,即使低浓度也具毒性和致癌风险。欧盟已设定其最大残留限量(MRL)为 0.02–0.10 mg?kg?1,但复杂基质中低浓度 PUHs 的精准检测仍存挑战。
传统检测依赖高效液相色谱(high-performance liquid chromatography, HPLC),但样品前处理是关键。现有固相萃取(solid phase extraction, SPE) cartridges 存在成本高、易产生背压、单次使用等问题,亟需新型高效吸附材料。
研究人员研发出一种新型多孔复合吸附剂,将氮掺杂碳点(nitrogen-doped carbon dots, N-GQDs)- 分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer, MIP)复合体系与氧化锌(zinc oxide, ZnO)嵌入聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)冷冻凝胶中,用于 PUHs 提取。该方法经 BAGI 工具评估适用性良好,为食品安全检测提供新方案,相关成果意义重大。
研究采用的主要关键技术方法如下:通过冷冻凝胶法制备 PVA 冷冻凝胶,将 N-GQDs@MIP 复合体系与 ZnO 颗粒嵌入其中,构建 N-GQDs@MIP/ZnO/PVA 复合吸附剂;利用 SPE 技术,以该复合吸附剂对果汁中 PUHs 进行提取和预浓缩;采用 HPLC 对提取的 PUHs 进行定性和定量分析;通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对吸附剂及相关材料进行表征;对方法的线性范围、检测限(LOD)、定量限(LOQ)、回收率和稳定性等性能指标进行系统评估。
材料制备与表征结果
研究成功制备 N-GQDs@MIP/ZnO/PVA 复合冷冻凝胶吸附剂。FT-IR 光谱显示,545 cm?1 处峰对应 ZnO 的 Zn-O 伸缩振动,1087 cm?1 和 1271 cm?1 峰分别归属于 Si-O-Si 和 C-O 伸缩振动,1400 cm?1 和 1387 cm?1 处检测到 O-H 和 C-H 弯曲振动,证实 ZnO、N-GQDs@MIP 与 PVA 冷冻凝胶成功复合,为吸附性能提供结构基础。
方法性能评估结果
方法线性范围良好,PUHs 在 5.0–150.0 ng?mL?1 浓度范围内呈良好线性关系,满足低浓度 PUHs 检测需求。LOD 和 LOQ 分别低至 1.0 ng?mL?1 和 5.0 ng?mL?1,灵敏度高,可精准识别痕量 PUHs 残留。在加标果汁样品中,PUHs 回收率达 76.8%–109.7%,准确性和可靠性佳,能有效应对果汁复杂基质干扰。复合吸附剂稳定性突出,可重复使用 14 个循环,降低检测成本,提升实用性。
研究结论与意义
研究成功制备 N-GQDs@MIP/ZnO/PVA 复合冷冻凝胶吸附剂,将其用于果汁中 PUHs 的 SPE-HPLC 检测。该吸附剂因 N-GQDs 和 ZnO 的氢键与 π–π 相互作用及 MIP 的特异性识别位点,具高提取效率和选择性。方法线性范围宽、检测限低、回收率良好且稳定性高。此研究为果汁等食品中 PUHs 残留检测提供高效、绿色、经济的新方法,助力保障消费者安全,推动食品质量控制水平提升,为类似污染物检测研究提供借鉴。