سنتز و بررسی ایزوترم جذب پلیمر قالب مولکولی بر پایۀ نانوذرات آهن و طلا جهت تعیین آفلاتوکسین B1 در مواد غذایی | ||
| فصلنامه علوم محیطی | ||
| مقاله 13، دوره 23، شماره 2، 1404 اصل مقاله (1.29 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2024.1410 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم پزشکپور؛ فریبا تدین* ؛ محمودرضا سهرابی | ||
| دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: مایکوتوکسینها طبقه بزرگ آلایندههای طبیعی میباشند که انسانها درتمام طول عمر خود در معرض آنها هستند. این گروه متنوع شیمیایی، از متابولیتهای ثانویه سمی بوسیله قارچ رشتهای تولید میشوند و غالباً در رژیم غذایی یافت میشوند. آفلاتوکسین B1 در گروه سمیترین و رایجترین نوع مایکوتوکسینها طبقه بندی شده است که مخاطرات جدی در سلامت انسانها ایجاد میکند. آفلاتوکسین B1 ، مثل انگل تحت شرایط مناسب بر روی محصولات کشاورزی پرورش مییابد که میتواند باعث کاهش کیفیت محصولات کشاورزی شود و این منجر به افت اقتصادی عظیمی میشود. بنابراین شناسایی آن در مواد غذایی ضروری است. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و کروماتوگرافی مایع کوپل شده با اسپکترومتری جرمی، فلورسانس و رنگ سنجی به عنوان روشهای متداول برای آنالیز کمی مایکوتوکسینها میباشند. هرچند روشهای کروماتوگرافی و ایمنیسنجی حساس وگزینشگر هستند اما معایبی همچون هزینه بالا، پروسههای زمانبر و پایداری ضعیف آنتیبادیها را دارا میباشند. بنابراین هدف این پژوهش، سنتز یک جاذب کارآمد و مقرون به صرفه جهت جذب گزینشی آفلاتوکسین B1 از مواد غذایی است. مواد و روشها: در این پژوهش، پلیمر قالب مولکولی به همراه نانوکامپوزیت Fe3O4-Au به عنوان جاذب جهت تعیین مقدار آفلاتوکسینB1 درمواد غذایی با روش قالبگیری غیر کووالانسی سنتز گردید. نمونۀ استاندارد آفلاتوکسینB1، متاکریلیک اسید، اتیلن گلایکول دی مت اکریلات و آزوبیسایزو بوتیرونیتریل به ترتیب به عنوان مولکول قالب، مونومر عاملی، اتصال دهندۀ عرضی و آغازگر به حلال پلیمریزاسیون افزوده گردید. مخلوط در دمای 60 درجه سانتیگراد تحت اتمسفر نیتروژن همزده شد. پودر جمعآوری شده در یک مخلوط حلال (متانول- استیک اسید) به جهت جدا کردن قالب شسته شد. مشخصهیابی پلیمرقالب مولکولی مغناطیسی (Fe3O4-Au@MIP) سنتز شده، با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) ارزیابی و خاصیت مغناطیسی آن با مغناطیسسنج نمونۀ ارتعاشی (VSM) بررسی شد. اندازهگیری کمی آفلاتوکسین با استفاده از اسپکتروفتومتری مرئی فرابنفش صورت پذیرفت. نتایج وبحث: تصاویر مربوط به مورفولوژی پلیمر قالب مولکولی مغناطیسی سنتز شده، تشکیل جاذب مغناطیسی با ساختار ایدهآل جهت جذب آفلاتوکسین B1 را تایید میکند. حدتشخیص و حد تعیین کمی به ترتیب 3-10× 120/6 و 2-10×860/1 میلیگرم بر لیتر بدست آمد. ظرفیت جذب آنالیت بر روی جاذب نانوکامپوزیت مغناطیسی پلیمر قالب مولکولی منقوش و غیرمنقوش به ترتیب 975/8 و 200/4 میلیگرم بر گرم بدست آمد. با توجه به نتایج، پلیمر قالب مولکولی مغناطیسی منقوش در مقایسه با پلیمر مغناطیسی غیر منقوش تمایل بالاتری را نسبت به آفلاتوکسین B1 نشان داد، که پروسه قالبگیری موفق را اثبات میکند. ارزیابی مدلهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ نشان داد که مدل لانگمویر با ضریب تعیین برابر با 999/0 به عنوان بهترین مدل برای توصیف فرآیند جذب بود. روش پیشنهادی در تعیین آفلاتوکسین B1 در نمونۀ مواد غذایی درصد بازیابی رضایتبخشی در محدودۀ % 062/94تا % 213/97 ارائه کرد. همچنین انحراف استاندارد نسبی کمتر از %721/3 محاسبه گردید. نتیجه گیری: از Fe3O4-Au@MIP به عنوان یک جاذب کارآمد در جداسازی و تعیین آفلاتوکسین B1 در نمونههای مواد غذایی، میتوان بهره جست. استفاده از اسپکتروفوتومتر مرئی فرابنفش برای تعیین مقدار سم آفلاتوکسین، تکنیکی سریع، ارزان و آسان فراهم میکند که میتواند جایگزین مناسبی برای روشهای زمانبر، پر هزینه و پیچیده باشد. ظرفیت اتصال بالا و سهولت در استفاده، این روش را به کاندیدای مناسبی جهت آنالیز روتین در امنیت غذایی تبدیل میکند. عدم استفاده از حلالهای آلی در مقیاس بالا مزیت دیگری است که در این پروژه قابل اغماض نیست، که این روش را دوستدار محیط زیست و کاربردی میکند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| جاذب؛ مایکوتوکسین؛ اسپکتروفوتومتر مرئی فرابنفش؛ پلیمریزاسیون | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Synthesis and Adsorption Isotherm Study of Molecularly Imprinted Polymer Based on Fe3o4-Au Nanoparticles for Determination of Aflatoxin B1 in Food Sample | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Maryam Pezeshkpur؛ Fariba Tadayon؛ Mahmoudreza Sohrabi | ||
| Faculty of Chemistry, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction: Mycotoxins are a major class of natural contaminants that humans are typically exposed to throughout their life. This chemically diverse group of toxic secondary metabolites are produced by filamentous fungi and frequently occur in our diet. Aflatoxin B1 is one of the most toxic and dangerous mycotoxins, posing serious health risks. Aflatoxin B1 is like parasitic on foodstuff and breed under the suitable conditions, which can reduce the quality of agricultural products, resulting in the huge economic loss. Therefore, its identification in foodstuffs is critical. High Performance Liquid Chromatography, Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, fluorescence and colorimetry are conventional methods for quantification of mycotoxins. However, Chromatography and immunoaffinity methods are sensitive and selective but they have disadvantages such as high cost, time consuming procedures and low stability of antibodies. Therefore, this study aims to synthesize an efficient and low-cost sorbent for selective adsorption of Aflatoxin B1 in food. Materials and Methods: In this research, a molecularly imprinted polymer (MIP) based on Fe3O4-Au nanocomposite was synthesized and used for the detection of Aflatoxin B1 in food sample. The synthesis of the polymer was carried out using the non-covalent imprinting method. Aflatoxin B1 standard sample, methacrylic acid, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), azobisisobutyronitrile (AIBN) were added to porogenic solvents as the template molecule, functional monomer, cross-linker and initiator, respectively. The mixture was stirred at 60°C under the nitrogen atmosphere. The powder was subjected to washing with the mixture of solvent (methanol - acetic acid) to remove template molecule. Characterization of the synthesized Magnetic molecularly imprinted polymer (MMIP) was assessed by scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), and magnetic properties was evaluated by vibrating sample magnetometry (VSM). Results and Discussion: The morphology images of the synthesized MMIP confirmed the formation of perfectly structured magnetic sorbent for Aflatoxin B1 adsorption. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were estimated to be 6.120×10-3 and 1.860×10-2 mg/L, respectively. Adsorption capacity of Aflatoxin B1 on MMIP and MNIP were obtained 8.975 mg/g and 4.200 mg/g, respectively. The magnetic molecularly imprinted polymer showed a higher affinity for Aflatoxin B1 compared to the non-imprinted magnetic polymer, confirming the successful imprinting process, according to the results. The evaluation of Langmuir and Freundlich isotherm models indicated that the Langmuir isotherm with a coefficient of determination (r2) value of 0.999 was as the best fitting model to describe the adsorption process. The proposed method showed satisfactory recovery in range of 94.062%-97.213% for determination of Aflatoxin B1 in food sample. Also, relative standard deviation was calculated lower than 3.721%. Conclusions: Fe3O4-Au@MIP could be used as an effective adsorbent for the separation and detection of Aflatoxin B1 in food samples. The use of UV-Vis spectrophotometer for quantification of Aflatoxin provides a quick, cost-effective and simple technique which could be a proper alternative to time consuming, high cost and complicated methods. The high binding capacity and ease of use make it a suitable candidate for routine analysis of food safety. Disuse of organic solvents on a large scale is another advantage that cannot be ignored in this project which makes this method environmentally friendly and practical. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| mycotoxin, polymerization, sorbent, UV-Vis spectrophotometer | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,894 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,142 |
||