本发明涉及生物分析检测技术，更具体地，涉及一种基于表面分子印迹技术的3-mcpd检测方法及装置。
背景技术：
1，3-二氯-2-丙醇(简称：3-mcpd)是丙三醇上的羟基被氯离子取代而产生的一类化合物所构成的一系列同系物、同分异构体的总称，广泛存在于谷物、肉制品、乳制品、焙烤食品、烹调食品、腌制品、食用油、汤料及饮用水等多种食品中。因3-mcpd属于非遗传毒性致癌物，可引起肾体比增大、肾小管增生和变性，并能降低精子数量、减弱精子活性及存活率，因此目前已被食品添加剂联合专家委员会(jecfa)列为优先评价项目，引起了国内卫生学者的重视。
精炼油脂中3-mcpd问题最近几年才引起各国科学人士的重视，由于3-mcpd的发色团的缺失、高沸点以及低分子量这些特征，使得对其进行灵敏分析变得困难，不适合用高效液相色谱-荧光检测或者紫外检测法。3-mcpd的检测方法主要有气相色谱(gc)分析法、气相色谱-质谱法(gc-ms)、气相色谱-串联质谱法(gc-ms/ms)、毛细管电泳技术(hpce)。但是，这些传统的检测技术需要复杂的样品前处理以及衍生化，操作费时、成本高、背景噪音大，降低了检测的灵敏度和准确度。因此，亟需建立一种快速、灵敏的检测新方法。
分子印迹(mip)技术是一种高效分离、富集的分子识别技术，是在一定的溶剂中，使功能单体和模板分子通过化学键结合并在引发剂的作用下使交联剂和功能单体发生聚合，在模板分子去除后便获得具有与模板分子大小、形状及官能团相匹配的三围空穴结构的分子印迹聚合物，可选择性识别目标分子。
目前，采用mip法检测3-mcpd的研究还比较少。如，li等采用二氧化硅新型分子印迹材料作为3-mcpd的模板，并将其应用于固相萃取柱的制备，用以选择性富集酱油中的3-mcpd，再采用gc检测其含量；分子印迹固相萃取柱的3-mcpd回收率可达到92.7％以上。
但是，目前对于油脂中的3-mcpd的检测，均需要对油脂进行复杂的前处理，且检测效率低，还容易受油脂中其他杂质的干扰。
技术实现要素：
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于表面分子印迹技术的3-mcpd检测方法及装置，以解决检测油脂中3-mcpd时，对油脂的前处理过程复杂、检出限高、灵敏度低且易受干扰的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种基于表面分子印迹技术的3-mcpd检测方法，其将待测油脂直接与有机相介质体系混合，该待测油脂与有机相介质体系混合后的混合物形成电化学介质体系。直接将已制备好的cnts/sio2-mips修饰电极插入到该电化学介质体系中，即能够检测待测油脂中3-mcpd是否存在，并检测其含量。
具体地，其中的有机相介质体系含有极性或弱极性有机溶剂。该待测油脂能够直接均匀的分散于有机相介质体系中，以形成均匀、稳定的有机相。在所形成的电化学介质体系，能够改善待测油脂或油脂中的3-mcpd分子的迁移状态，以使采用cnts/sio2-mips修饰电极即能够直接检测其中的3-mcpd存在状态。
目前在检测待测油脂中的3-mcpd是否存在或检测3-mcpd含量时，通常需要预先对待测油脂进行较复杂繁琐的前处理，检测耗时长，也会增加其检测成本。而采用分子印迹技术，在所形成的电化学介质体系中，即能够直接进行检测，无需其他处理，大大简化了对待测油脂的前处理过程。并且，采用分子印迹技术，其检测灵敏度高，检测方式简单。
在另一个具体的实施例中，所述有机相介质包括乙醇、乙腈和1，2-二氯乙烷。具体地，有机相介质选用乙醇、乙腈和1，2-二氯乙烷形成的第一混合物，能够有效的降低电解质的粘度，扩大测定的电势范围，便于对油脂中3-mcpd的检测精度。同时，在外加电势的作用下，第一混合物中的各组分不会发生电化学反应，因而，不会影响对油脂中3-mcpd的检测的准确性，能够有效降低干扰，提高检测精度。
并且，第一混合物的加入对修饰电极表面没有特异性吸附，即在修饰电极表面不会发生双电层的变化。同时，该第一混合物的加入，能够有效的提高电化学介质体系的介电特性，有效的提高油脂中3-mcpd分子的迁移速率，以快速检测油脂中3-mcpd的含量，提高检测效率。此外，第一混合物中的各组分毒性低、价格低廉。
因此，在油脂中加入乙醇、乙腈和1，2-二氯乙烷的混合物，既能够使cnts/sio2-mips修饰电极与3-mcpd直接作用而快速、准确的检测油脂中3-mcpd含量，又不会影响cnts/sio2-mips修饰电极与3-mcpd之间的化学反应而影响检测的效果，降低外界干扰。
在另一个具体的实施例中，所述乙醇、乙腈和1，2-二氯乙烷的体积比为(6-15):(2-6):(1-2)，优选为12:4:1。由于有机相介质体系中的各试剂对于电化学介质体系的电导率、电子迁移速率等性质有较大的影响，乙醇、乙腈和1，2-二氯乙烷的体积比保持在合适的范围，既能够电化学介质体系中待测油脂或待测油脂中3-mcpd分子的迁移效率更高，以有效的提高检测准确性和检测效率。
在合适的范围内，采用cnts/sio2-mips修饰电极检测3-mcpd时，能够使待测油脂中的3-mcpd分子更高效的向cnts/sio2-mips修饰电极富集，以更准确、更高效检测待测油脂中的3-mcpd存在状态或含量状态。
在另一个具体的实施例中，所述有机相介质体系包括如下体积比例的组分：65-75％的乙醇、20-30％的乙腈和5-10％的1，2-二氯乙烷；优选地，70％的乙醇、24％的乙腈、6％的1，2-二氯乙烷。
在另一个具体的实施例中，所述电化学介质体系的ph为2-4。电化学介质体系的ph保持在合适的范围，既能够保持该体系稳定，不会出现浑浊的现象，又能够减小该体系的粘度，提高3-mcpd的迁移速率。进一步地，整个检测过程中在常温下进行即可，无需加热，检测条件简单、易行。
在另一个具体的实施例中，所述cnts/sio2-mips修饰电极采用如下方法制备：由作为模板分子的3-mcpd与由溶胶-凝胶法制备的cnts/sio2杂化材料合成cnts/sio2-mips分子印迹聚合物，将所述cnts/sio2-mips分子印迹聚合物旋涂至玻碳电极表面所得。
在另一个具体的实施例中，所述cnts/sio2杂化材料，采用溶胶-凝胶法制备得到cnts/sio2杂化材料：将200～300mg的碳纳米管加入到45-55ml乙醇中，超声25-35min使其分散。搅拌条件下依次加入苯甲醇和氨水。例如，加入10.0ml的苯甲醇和加入质量分数为25％的氨水，即可得到碳纳米管材料的悬浊液。在所得到的碳纳米管悬浊液中逐滴加入4.0-6.0ml四乙氧基硅烷和4.0-6.0ml乙醇。搅拌10-12h后，抽滤物用乙醇洗涤即可得到cnts/sio2材料。
1)cnts/sio2-mips分子印迹聚合物的合成：取上述cnts/sio2加入一定量aptes与甲苯，80℃下冷凝回流一定时间。例如，加入0.5ml的氨丙基三乙氧基硅烷和48.0ml的甲苯，然后在80℃下冷凝回流20h。之后采用无水乙醇离心沉淀，得氨基硅烷改性cnts/sio2。之后以此为分子印迹载体、3-mcpd为模板分子、甲基丙烯酸(maa)为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma)为交联剂，偶氮二异丁腈(aibn)为引发剂，合成分子印迹聚合物(cnts/sio2-mips)。
例如，在含有0.5-3mmol/l3-mcpd的50ml无水乙醇溶液中，加入75-85.0mg氨基硅烷改性杂化材料，磁力搅拌30min进行预聚合反应，再加入900-1000μl丙烯酸酯类交联剂和18.0-22.0mg偶氮类引发剂，通入氮气12-18min后封好烧瓶口，在100-130℃油浴下反应20-25h，得到聚合物。再去除该聚合物中的3-mcpd分子，得到分子印迹聚合物。
2)cnts/sio2-mips修饰电极的制备：将玻碳电极用al2o3粉末抛光至镜面，依次用水、丙酮、硝酸和水超声清洗；采用旋涂法，将cnts/sio2-mips修饰到玻碳电极表面即制备得到修饰电极。
将制备好的cnts/sio2-mips修饰电极插入到电化学介质体系中，对油脂中3-mcpd的检出限可达到5.2×10-18-8.6×10-18mol/l(s/n＝3)，3-mcpd加标回收率平均为93.2-106.7％。
本发明的有益效果主要如下：
(1)将待测油脂与含有极性或弱极性有机溶剂混合后，即可采用cnts/sio2-mips修饰电极直接检测待测油脂中3-mcpd的含量，无需对待测油脂进行复杂的前处理，能够简化检测过程、提高检测灵敏度、提高检测效率；同时，采用分子印迹技术，能够避免待测油脂中其他杂质的干扰；
(2)有机相介质体系中采用的试剂价廉易得，成本低廉；
(3)合理地调整有机相介质体系中各试剂的含量或比例，能够有效的提高对待测油脂中3-mcpd的检出效率。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
采用溶胶-凝胶法制备得到cnts/sio2杂化材料：将230mg碳纳米管加入到50ml乙醇中，超声30min使其分散。搅拌条件下依次加入10ml苯甲醇和质量分数为25％的氨水。在所得到的碳纳米管悬浊液中逐滴加入5.0ml四乙氧基硅烷和5.0ml乙醇。搅拌12h后，抽滤物用乙醇洗涤即可得到cnts/sio2材料。
1)cnts/sio2-mips的合成：取80mg上述cnts/sio2加入0.5mlaptes与48.0ml甲苯，80℃下冷凝回流20h。之后采用含有1mmol/l3-mcpd的50ml无水乙醇离心沉淀，得80.0mg氨基硅烷改性cnts/sio2。之后以此为分子印迹载体，3-mcpd为模板分子，甲基丙烯酸(maa)为单体，加入950μl乙二醇二甲基丙烯酸酯(egdma)交联剂，20.0mg偶氮二异丁腈(aibn)引发剂，合成分子印迹聚合物(cnts/sio2-mips)。
2)cnts/sio2-mips修饰电极的制备：将玻碳电极用al2o3粉末抛光至镜面，依次用水、丙酮、硝酸和水超声清洗；采用旋涂法，将cnts/sio2-mips修饰到玻碳电极表面即制备得到修饰电极。
有机相介质体系采用体积含量为70％的乙醇、24％的乙腈和6％的1，2-二氯乙烷，有机相介质体系的总的体积为50ml。将1g待测油脂加入到有机相介质体系中，并充分混合均匀。将制备好的cnts/sio2-mips修饰电极插入到电化学介质体系中，对油脂中3-mcpd的检出限可达到5.4×10-18mol/l(s/n＝3)，3-mcpd加标回收率平均为98.6％。
实施例2
采用与实施例1相同的方法，其不同之处仅在于：有机相介质体系采用体积含量为72％的乙醇、22％的乙腈和6％的1，2-二氯乙烷。
将1g待测油脂加入到有机相介质体系中，并充分混合均匀。将制备好的cnts/sio2-mips修饰电极插入到电化学介质体系中，对油脂中3-mcpd的检出限可达到8.2×10-18mol/l(s/n＝3)，3-mcpd加标回收率平均为103.5％。
实施例3
采用与实施例1相同的方法，其不同之处仅在于：有机相介质体系采用体积含量为66％的乙醇、24％的乙腈和10％的1，2-二氯乙烷。
将1g待测油脂加入到有机相介质体系中，并充分混合均匀。将制备好的cnts/sio2-mips修饰电极插入到电化学介质体系中，对油脂中3-mcpd的检出限可达到6.3×10-18mol/l(s/n＝3)，3-mcpd加标回收率平均为96.9％。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。