Các hạt nanoparticle oxit Manganese tổng hợp bằng phương pháp siêu âm như một cảm biến huỳnh quang để định lượng Selenium (IV). Ứng dụng vào các mẫu thực phẩm và đồ uống

Journal of Fluorescence - Tập 33 - Trang 2479-2488 - 2023
Mariano Acosta1,2,3, Liliana Patricia Fernández1,4, Maria Carolina Talio1,2,3
1INQUISAL-CONICET, San Luis, Argentina
2Área de Química General e Inorgánica, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, UNSL, San Luis, Argentina
3Chacabuco y Pedernera, San Luis, Argentina
4Área de Química Analítica, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, UNSL, San Luis, Argentina

Tóm tắt

Các hạt nanoparticle oxit Manganese (MnO Nps), được tổng hợp bằng phương pháp siêu âm và được phân tích trong phòng thí nghiệm của chúng tôi, được đề xuất như một cảm biến huỳnh quang để xác định Selenium (Se). Phương pháp mới này được phát triển dựa trên hiệu ứng tăng cường của Se(IV) đối với phát xạ huỳnh quang của MnO Nps. Các biến số thực nghiệm ảnh hưởng đến độ nhạy huỳnh quang đã được tối ưu hóa. Đồ thị chuẩn hóa bằng hồi quy bậc không có độ dốc tỷ lệ thuận từ 0,189 ng L−1 đến 8,00 × 103 µg L−1, với hệ số tương quan tốt hơn 0,99. Dưới điều kiện tối ưu, ngưỡng phát hiện và định lượng lần lượt là 0,062 ng L−1 và 0,189 ng L−1. Độ chính xác của phương pháp đã được đánh giá thông qua phương pháp bổ sung tiêu chuẩn, đạt được tỷ lệ thu hồi gần 100%. Phương pháp này thể hiện khả năng chịu đựng tốt với các ion ngoại lai, đặc biệt là với Se(VI), và đã được áp dụng để xác định trac Selenium (IV) trong các mẫu thực phẩm và đồ uống với kết quả hài lòng. Nhằm bảo vệ môi trường khỏi các tác động có hại, một nghiên cứu về độ phân hủy của các vật liệu nano đã được đưa vào nhằm xử lý thích hợp chúng sau này.

Từ khóa

#nanoparticle #oxit Manganese #cảm biến huỳnh quang #Selenium (IV) #thực phẩm #đồ uống

Tài liệu tham khảo

Avery JC, Hoffmann PR (2018) Selenium, selenoproteins, and immunity. Nutrients 10:1203 Abdillah A, Sonawane PM, Kim D, Mametov D, Shimodaira S, Park Y, Churchill DG (2021) Discussions of fluorescence in selenium chemistry: Recently reported probes, particles, and a clearer biological knowledge. Molecules 26:692 Shreenath AP, Ameer MA, Dooley J (2021) Selenium deficiency. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing LLC, NCBI Bookshelf ID: NBK482260PMID: 29489289 Bae M, Kim H (2020) Mini-Review on the roles of vitamin C, vitamin D, and selenium in the immune system against COVID-19. Molecules 25:5346 Souza SO, Ávila DVL, Cerdà V, Araujo RGO (2022) Selenium inorganic speciation in beers using MSFIA-HG-AFS system after multivariate optimization. Food Chem 367:130673 Atasoy M, Kula I (2022) Speciation and determination of inorganic selenium species in certain fish and food samples by gold-coated W-coil atom trap hydride generation atomic absorption spectrometry. Food Chem 369:130938 de Santana FA, Portugal LA, Serra AM, Ferrer L, Cerdà V, Ferreira SLC (2016) Development of a MSFIA system for sequential determination of antimony, arsenic and selenium using hydride generation atomic fluorescence spectrometry. Talanta 156–157:29–33 Dilli S, Sutikno I (1984) Analysis of selenium at the ultra-trace level by gas chromatography. J Chromatogr A 300:265–302 González-Nieto J, López-Sánchez JF, Rubio R (2006) Comparison of chemical modifiers for selenium determination in soil aqua regia extracts by ZETAAS. Talanta 69:1118–1122 Soruraddin MH, Heydari R, Puladvand M, Zahedi MM (2011) A new spectrophotometric method for determination of selenium in cosmetic and pharmaceutical preparations after preconcentration with cloud point extraction. Int J Anal Chem 2011:729651 Kim IJ, Watson RP, Lindstrom RM (2011) Accurate and precise measurement of selenium by instrumental neutron activation analysis. Anal Chem 83:3493–3498 Pedro J, Andrade F, Magni D, Tudino M, Bonivardi A (2004) On-line submicellar enhanced fluorometric determination of Se(IV) with 2,3-diaminonaphthalene. Anal Chim Acta 516:229–236 Santarossa DG, Fernández LP (2017) Development of on-line spectrofluorimetric methodology for selenium monitoring in foods and biological fluids using Chrome azurol S quenching. Talanta 172:31–36 Segura R, Pizarro J, Díaz K, Placencio A, Godoy F, Pino E, Recio F (2015) Development of electrochemical sensors for the determination of selenium using gold nanoparticles modified electrodes. Sens Actuators B 220:263–269 Shrivas K, Patel DK (2011) Ultrasound assisted-hollow fibre liquid-phase microextraction for the determination of selenium in vegetable and fruit samples by using GFAAS. Food Chem 124:1673–1677 Zou A, Shen K, Wang C, Wang J (2022) Molecular recognition and quantitative analysis of free and combinative selenium speciation in selenium-enriched millets using HPLC-ESI-MS/MS. J Food Compos Anal 106:104333 Carpenter MA, Mathur S, Kolmakov A (2013) Metal oxide nanomaterials for chemical sensors, 1st ed., Springer Science & Business Media: New York, NY, USA Guo T, Yao MS, Lin YH, Nan CW (2015) A comprehensive review on synthesis methods for transition-metal oxide nanostructures. Cryst Eng Comm 17:3551–3585 Afzal A, Dickert FL (2018) Imprinted oxide and MIP/oxide hybrid nanomaterials for chemical sensors. Nanomaterials (Basel) 8(4):257–283 Claros M, Kuta J, El-Dahshan O, Michalička J, Jimenez YP, Vallejos S (2021) Hydrothermally synthesized MnO2 nanowires and their application in lead (II) and copper (II) batch adsorption. J Mol Liq 325:115203 Gnanasekaran L, Hemamalini R, Saravanan R, Ravichandran K, Gracia F, Agarwal S, Gupta VK (2017) Synthesis and characterization of metal oxides (CeO2, CuO, NiO, Mn3O4, SnO2 and ZnO) nanoparticles as photo catalysts for degradation of textile dyes. J Photochem Photobiol B 173:43–49 Manimaran M, Kannabiran K (2017) Actinomycetes-mediated biogenic synthesis of metal and metal oxide nanoparticles: progress and challenges. Lett Appl Microbiol 64:401–408 Sankar S, Inamdar AI, Im H, Lee S, Kim DY (2018) Template-free rapid sonochemical synthesis of spherical α-MnO2 nanoparticles for high-energy supercapacitor electrode. Ceram Int 44:17514–17521 Deng RR, Xie XJ, Vendrell M, Chang YT, Liu XG (2011) Intracellular glutathione detection using MnO2-nanosheet-modified upconversion nanoparticles. J Am Chem Soc 133:20168–20171 Yuan YX, Wu SF, Shu F, Liu ZH (2014) An MnO2 nanosheet as a label-free nanoplatform for homogeneous biosensing. Chem Commun 50:1095–1097 Zhai WY, Wang CX, Yu P, Wang YX, Mao LQ (2014) Single-Layer MnO2 nanosheets suppressed fluorescence of 7-hydroxycoumarin: mechanistic study and application for sensitive sensing of ascorbic acid in vivo. Anal Chem 86:12206–12213 Zhang XL, Zheng C, Guo SS, Li J, Yang HH, Chen GN (2014) Turn-on fluorescence sensor for intracellular imaging of glutathione using g C3N4 nanosheet−MnO2 sandwich nanocomposite. Anal Chem 86:3426–3434 Schneider CA, Rasband WS, Eliceiri KW (2012) NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods 9(7):671–675 Henn AS, Rondan FS, Mesko MF, Mello PA, Perez M, Armstrong J, Bullock LA, Parnell J, Feldmann J, Flores EM (2018) Determination of Se at low concentration in coal by collision/reaction cell technology inductively coupled plasma mass spectrometry. Spectrochimica Acta Part B 143:48–54 Karasiński J, Tupys A, Yang L, Mester Z, Halicz L, Bulska E (2020) Novel approach for the accurate determination of Se isotope ratio by multicollector ICP-MS. Anal Chem 92:16097–16104 Jeffery J, Frank AR, Hockridge S, Stosnach H, Costelloe SJ (2019) Method for measurement of serum copper, zinc and selenium using total reflection X-ray fluorescence spectroscopy on the PICOFOX analyser: Validation and comparison with atomic absorption spectroscopy and inductively coupled plasma mass spectrometry. Ann Clin Biochem 56(1):170–178 Vongkul A, Dejmanee S (2013) Determination of selenium in milk by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Asian J Chem 25:10007–10010 Welz B, Becker-Ross H, Florek S, Heitmann U (2005) High-resolution continuum source AAS: The better way to do atomic absorption spectrometry, 1st ed., Wiley–VCH, Weinheim, Germany