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【热点文章】基于MOF-808(Zr)的表面分子印迹荧光传感器的制备及其对槲皮素的检测


背景介绍

槲皮素是一种具有多羟基的酚状结构的天然类黄酮化合物,广泛分布于水果、谷物以及蔬菜的根、茎、叶中。除此之外,槲皮素也是许多中草药(如银杏、金银花、三七等天然产物)中的活性成分之一。然而,有研究指出,过量摄入槲皮素可能会导致头痛、胃部不适,甚至造成肾癌等疾病的发生。目前,已经报道了多种用于槲皮素检测的方法,如毛细管电泳法、色谱法、分光光度法等。但这些方法在选择性和检测时间等方面仍存在不足,并且需要检测人员掌握专业的操作技术。因此,探索一种简便、快速、有效的检测方法测定食品中槲皮素的含量至关重要。

文章亮点

1.以金属有机框架MOF-808(Zr)为载体,有机荧光分子四苯基吡嗪衍生物(TPP)为荧光基团,制备了一种可用于槲皮素检测的表面分子印迹荧光传感器(MOF-808-TPP@SMIPs);

2. 该传感器具有优异的选择性、良好的重复使用性以及稳定的荧光性能等特点;

3.该传感器在实际样品检测中具有良好的回收率和相对标准偏差,表明其可以用于实际样品中槲皮素的检测。该研究为槲皮素的高效快速检测提供了一种可行的方法。


内容介绍

1  实验部分

1.1 主要仪器与试剂

1.2  MOF-808-TPP@SMIPs的制备

1.2.1 MOF-808(Zr)的制备

准确称取0.2073 g(0.89 mmol)ZrCl4于250 mL烧瓶中,向上述烧瓶中加入180 mL V(甲酸):V(DMF)=1:1的混合溶液,超声1 h至ZrCl4全部溶解。向上述溶液加入0.6303 g(3 mmol)H3BTC,随后持续超声处理直至完全溶解。

1.3 结构及形貌表征

采用红外光谱、XRD、SEMEDX等手段对所得材料进行表征。

2 结果与讨论

2.1 结构和形貌表征结果

采用红外光谱对MOF-808(Zr)、MOF-808-TPP@SMIPs、MOF-808-TPP@SNIPs及TPP@MIPs进行表征(图2a)。


通过EDX对材料的表面元素组成进行分析。如图3所示,MOF-808(Zr)主要由C、O、Zr这3种元素组成,其中Zr作为配位金属元素含量较高,而O和C元素主要来源于有机配体H₃BTC,与文献报道一致[17]

2.2 MOF-808-TPP@SMIPs的检测性能

2.2.1  MOF-808-TPP@SMIPs对槲皮素的荧光响应

对吸附槲皮素后的MOF-808-TPP@SMIPs进行荧光检测,结果如图4a所示。

2.2.2 荧光响应机理

为了探究MOF-808-TPP@SMIPs荧光猝灭的原因,探讨其荧光响应机理,对MOF-808-TPP@SMIPs的激发和发射光谱及槲皮素的紫外吸收光谱进行对比。如图4d所示。

2.2.3  选择性和抗干扰性检测

为评估MOF-808-TPP@SMIPs对待测物的选择性,选取几种与槲皮素结构相似的类似物作为干扰物,包括黄豆苷元(Daidzein)、金雀异黄酮(Genistein)、橙皮素(Hesperetin)及柚皮素(Naringenin)等。为了控制单一变量,取相同质量的MOF-808-TPP@SMIPs吸附相同浓度的待测物,并比较F0/F。如图5a所示。


2.3  实际样品检测结果

2.3.1 工作曲线绘制

为了探究MOF-808-TPP@SMIPs在实际样品中对槲皮素的检测能力,根据其在420 nm处的F0/F与槲皮素浓度之间的关系,建立工作曲线(图5f)。

3 结论

本研究构建了以金属有机框架MOF-808(Zr)为载体,有机荧光分子TPP为荧光基团的可用于槲皮素检测的表面分子印迹荧光传感器MOF-808-TPP@SMIPs。吸附槲皮素后,其荧光强度呈猝灭趋势,其荧光强度比值F0/F与槲皮素浓度在0.6 ~ 10 μmol/L范围内具有良好的线性关系R²=0.9983),检出限为0.18 μmol/L。同时,该传感器具有较快的响应速度,特异性吸附能力强,荧光稳定性和重复使用性能良好。实际样品检测结果表明,槲皮素的回收率为86.78% ~ 107.65%,相对标准偏差为1.08% ~ 5.50%。该方法为复杂样品中槲皮素的快速检测提供了兼具灵敏性、选择性与经济性的方案。



通讯作者介绍

李媛媛

个人简介

李媛媛,女,河南工业大学副教授,硕士生导师,河南省青年骨干教师。主要研究领域是:新型荧光功能材料、分子印迹荧光传感器、光致变色材料、食品中污染物分离检测。在相关领域发表SCI论文60余篇,授权国家发明专利4项。主持国家自然科学基金、河南省科技攻关项目、河南省教育厅重点科研项目等项目10余项。

主要研究方向

新型荧光功能材料、分子印迹荧光传感器、光致变色材料、食品中污染物分离检测

近五年代表作

1. Talanta, 2024, 270, 125534.

2. Dyes and Pigments, 2023, 219, 111602.

3. Analytica Chimica Acta, 2023, 1284, 341994.

4. Materials Chemistry Frontiers, 2023, 7, 5377.

5. Dyes and Pigments, 2022, 202, 110295.

团队介绍

团队依托河南工业大学化学化工学院,专注于新型荧光功能材料、分子印迹荧光传感器、光致变色材料及食品中污染物的分离检测研究。目前,团队由多名硕士生及本科生组成,在Food Chemistry、Talanta等相关领域期刊上发表SCI论文60余篇,授权国家发明专利4项。

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