[发明专利]一种纳米化色敏传感器及其判别小麦霉变程度的方法

说明书

本发明涉及一种纳米化色敏传感器及其判别小麦霉变程度的方法，属于粮油品原料质量控制领域；本发明首先合成了聚苯乙烯‑丙烯酸纳米微球；分别加入对小麦霉变挥发性气体敏感的色敏材料并加入二氯甲烷溶液，之后在磁力搅拌下加入乳化剂聚乙二醇600；制备得到纳米化色敏材料；并将该纳米化色敏材料用于小麦霉变程度的检测，同时比较非纳米化和纳米化色敏传感器检测小麦霉变的模式识别结果，确定纳米化传感器在检测小麦霉变挥发性气体的潜力，完成对不同霉变程度小麦的判别；本发明对满足消费者食品质量和安全的需求及维护市场秩序方面有着重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及一种纳米化色敏传感器及其判别小麦霉变程度的方法，属于粮油品原料质量控制领域。

背景技术

在中国的粮食储备中，小麦储备排名第一。小麦在贮藏和运输过程中很容易被霉菌感染，导致变质，并因此影响其质量和安全性。粮食上的霉菌种类多样，曲霉属和青霉属是最常见的菌群，当局部有少量的水分升高时，会首先达到白曲霉等这些干生型霉菌生长的条件，这些霉菌会率先生长。

鉴于上述缺陷，电子鼻也已用于识别气体混合物以克服这种约束。它已被用作快速检测与食品品种、质量、虫害、新鲜度和霉变程度等相关领域。然而，它具有基线漂移的特殊限制，对挥发物的非特异性以及蒸汽结果的影响。因此寻找一种简便快速检测小麦霉变的方法，对满足消费者对食品质量和安全的需求及维护市场秩序方面有着重要的现实意义。

在小麦发生霉变的最优条件下，小麦的不同贮藏时间对其霉变程度有影响，每种小麦霉菌程度都会产生不同类型和比例的挥发性有机化合物。准确和快速地识别复杂混合物中的特定VOC(volatile organic compounds)浓度仍然是比色传感器技术的一大瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小麦霉变程度快速检测方法，尤其是涉及一种基于纳米化色敏传感器的小麦霉变程度快速检测方法。

本发明使用色敏材料-卟啉类和氟硼吡咯类化合物，该类化合物具有良好的色敏特性兼具易于修饰、性质稳定的特点；纳米材料具有比表面积效应、小尺寸效应、量子效应、界面效应等，二者聚合后的制作出的传感器灵敏度和化学活性更高、与目标分子会形成更稳定的结构，增大传感器与挥发性气体的接触面，提高传感器衬底与色敏材料分子的结合力而提高色敏传感器的灵敏度。实现了霉变气体的快速检测，对小麦霉变的检测稳定性好，灵敏度高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种纳米化色敏传感器，所述纳米化色敏传感器由聚苯乙烯-丙烯酸纳米微球和对食品霉变挥发性气体敏感的色敏材料聚合而成。

本发明还挺所述一种纳米化色敏传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)使用苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)作为单体，过硫酸铵(APS)作为非缓冲介质中的引发剂，通过无皂乳液共聚合方法制备聚苯乙烯-丙烯酸(P(St-co-AA))纳米微球。

(2)称量一定量制备好的P(St-co-AA)纳米微球并加入乙醇溶液超声处理20-30min；然后加入筛选出来的色敏材料(8-(4-硝基苯基)-4,4-二氟-6-溴硼二吡咯甲烷(NO₂BDP)、8-(4-硝基苯基)-4,4-二氟硼二吡咯甲烷(NO₂BrBDP))并加入二氯甲烷溶液，之后在一定转速的磁力搅拌下加入乳化剂聚乙二醇600。将混合物在50℃下连续搅拌处理5-10min，然后以一定的速率加热至90℃，并在90℃保持半小时以上。将得到的有色样品从玻璃小瓶中取出并冷却至室温。