国家烟草质量监督检测中心联合郑州大学发文::利用多功能磁性吸附剂进行一锅法pH调节、衍生化和萃取,用于食品中糠醛化合物的分析

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近日，国家烟草质量监督检测中心的研究团队在食品权威期刊《Current Research in Food Science》（IF=7.0）发表题为“One-pot pH adjustment, derivatization, and extraction using a multi-functional magnetic adsorbent for analysis of furfural compounds in foods”的研究性论文。该论文由国家烟草质量监督检测中心、郑州大学药学院联合完成，陈迪副教授和庞永强高工为该论文的通讯作者。

糠醛类化合物，包括糠醛（F）、5-甲基糠醛（MF）和5-羟甲基糠醛（5-HMF）（图S1），普遍存在于热加工食品和药品中，其形成源于碳水化合物的降解。虽然这些化合物是监测热处理效果和产品质量的关键指标，但鉴于其潜在毒性及对人类健康的影响，必须采用精确的分析方法，以确保在复杂基质中进行准确的检测和定量。

糠醛化合物是食品和草药产品热加工的重要标志物。然而，由于基质干扰和检测限较低，在复杂样品中对其进行分析面临巨大挑战。本研究提出了一种通过一锅研磨法合成的多功能磁性吸附剂，将pH调节、衍生化和萃取整合为单一步骤。该吸附剂分散后会释放柠檬酸和2,4-二硝基苯肼，导致pH值下降（约2.5）并呈现浅黄色，从而证实pH调节和衍生化过程已启动。与此同时，磁铁矿纳米颗粒（Fe₃O₄）与羟基化多壁碳纳米管自组装，从而实现待测物的萃取。结合液相色谱-紫外光谱分析，该方法获得了令人满意的线性范围（0.05–5 μg/mL， R² > 0.992）、低检测限（8.0–13.7 ng/mL）以及高回收率（87.7–99.4%），相对标准偏差≤12.1%。该方法已成功应用于多种样品，包括茶、果汁、咖啡和草药液。优化实验确认了50%乙醇浓度、3 mL样品体积以及30 °C下30 分钟孵育的条件。该策略将衍生化、pH调节和萃取整合为一个自激活平台，适用于自动化操作。它简化了工作流程，提高了重复性，并展现出在高通量食品安全与质量监测方面的巨大潜力。

为克服这些挑战，本研究提出了一种多功能磁性吸附剂，将pH调节、衍生化和萃取整合到单一复合材料中，从而实现高度简化的“一步法、一锅法”衍生化/萃取策略。通过将柠檬酸（CA）作为pH调节剂、DNPH作为衍生化试剂、羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）作为吸附剂，以及Fe3O4纳米颗粒用于磁分离，该材料实现了糠醛化合物分析的全整合一步法。在样品溶液中分散时，CA和DNPH会逐渐释放，调节pH值并引发衍生化反应，同时磁性吸附剂自组装以富集衍生化产物。这消除了逐项操作试剂的步骤，最大限度地减少了操作变异性，并缩短了处理时间及降低了人工成本，同时有效提高了分析灵敏度、选择性和重复性。通过在单一多功能磁性材料中实现pH调节、衍生化和待测物富集的三重功能，该策略为样品制备提供了切实可行的解决方案。本研究详细阐述了该材料的合成、优化及其在茶饮、果汁、咖啡和草本液中糠醛分析中的应用。该方法的性能经过严格验证，并通过在实际样品中的成功检测证明了其实际应用价值。

研究亮点

研究结论与意义

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