杂环多孔聚合物的制备及其在谷物食品中黄曲霉毒素富集与灵敏检测的应用

为解决谷物食品中黄曲霉毒素（AFs）污染导致的健康风险，研究人员开发了两种以苯并三唑为单体的杂环超交联聚合物（HCP-1和HCP-2）吸附剂。得益于丰富的-NH基团，HCP-1通过氢键作用显著提升AFs吸附效率，结合固相萃取（SPE）与高效液相色谱-荧光检测（HPLC-FLD），建立了小米和绿豆中4种AFs（AFB1、AFB2、AFG1、AFG2）的高灵敏度检测方法，定量限（0.02–1.00?ng?g?1）低于欧盟标准，回收率达87.5–116%，为食品安全监测提供新策略。

　　

黄曲霉毒素（AFs）是谷物食品中常见的剧毒污染物，由曲霉菌代谢产生，被国际癌症研究机构（IARC）列为1类致癌物，尤其AFB1是已知最强天然致癌物之一。尽管欧盟设定了严格限量标准（AFB1≤2?ng?g^?1，总AFs≤4?ng?g^?1），但传统吸附剂如硅胶等存在吸附容量低、再生困难等问题，亟需开发高效富集材料。

河北农业大学的研究团队在《Food Chemistry》发表研究，首次以苯并三唑（BTA）为单体，通过Friedel-Crafts反应合成了两种氮杂环超交联聚合物（HCP-1和HCP-2）。其中HCP-1因具有更大比表面积（583?m²?g^?1）和丰富-NH基团，通过氢键作用对AFs展现出卓越吸附性能。结合固相萃取（SPE）与高效液相色谱-荧光检测（HPLC-FLD），建立了小米和绿豆中AFs的检测方法，定量限低至0.02?ng?g^?1，显著优于现行标准。

关键技术方法
研究采用Friedel-Crafts烷基化反应合成HCPs，通过扫描电镜（SEM）、氮气吸附-脱附、接触角测试表征材料性质；利用密度泛函理论（DFT）计算氢键相互作用能；优化SPE条件（如洗脱溶剂比例）后，结合HPLC-FLD分析实际样品，并通过加标回收实验验证方法可靠性。

研究结果

1. HCP表征：HCP-1呈疏水性（接触角104°），微孔体积达0.23?cm³?g^?1，优于HCP-2。红外光谱证实-NH基团存在，DFT计算显示其与AFB1的氢键结合能为?25.32?kJ?mol^?1。
2. 吸附性能：HCP-1对AFB1吸附量达1.72?μg?mg^?1，5次循环后效率仍保持90%以上。
3. 方法验证：实际样品检测中，AFs回收率为87.5–116%，相对标准偏差（RSD）<7.6%，定量限较欧盟标准低50倍。

结论与意义
该研究首次将苯并三唑基HCPs应用于AFs检测，其高吸附性能源于氢键与微孔协同作用。所建方法灵敏度高、操作简便，为谷物食品安全监测提供新技术支撑，同时拓展了杂环聚合物在毒素富集领域的应用前景。