سنتز و بررسی ایزوترم جذب پلیمر قالب مولکولی بر پایۀ نانوذرات آهن و طلا جهت تعیین آفلاتوکسین B1 در مواد غذایی
نویسندگان
1 دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
2 دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
3 دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
doi
10.48308/envs.2024.1410چکیده
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.