食品安全检测中点击化学反应的运用

　　摘    要：　现如今，点击化学反应技术在多个领域都获得快速、有效的发展，特别是在有机合成、表面改性与生物分析研发等方面。由于其反应条件相对温和、原料获取容易、产物收率高、极易分离与提纯等，已被广泛应用到食品分析检测工作当中，且效果显着。近年来，随着各种学科之间的交叉与融合，点击化学在联合检测技术后可以将其本身所具有的强大分析检测性能充分展现出来。

　　关键词 :     点陆化学食品安全检测:应用:

　　Abstract：　Nowadays, click chemical reaction technology has achieved rapid and effective development in many fields, especially in organic synthesis, surface modification and biological analysis research and development. Because of its relatively mild reaction conditions, easy access to raw materials, high product yield, easy separation and purification, it has been widely used in food analysis and detection, and the effect is remarkable. In recent years, with the intersection and integration of various disciplines, click chemistry can fully show its powerful analytical and detection performance after joint detection technology.

　　Keyword：　click chemistry; food safety inspection; application;

　　近年来，随着我国社会的不断发展与进步，人们的生活水平较之前相比获得了显着改善，食品检测标准也随之提高，但各种食品质量问题仍层出不穷，致使人们对某些食品望而却步。食品问题的存在除了会对大众身体健康造成严重威胁外，还会直接影响到社会经济的发展。基于此，为充分保证食品质量，就必须高度重视食品安全质量问题[1]。点击化学作为一种新型合成反应，凭借本身所具有的各种优势而得到许多学者的充分研究，例如生物相容性、环境友好性等，已被广泛的应用到各个领域当中。在食品安全检测过程中积极应用点击化学技术，通过有效结合免疫分析法、点击化学反应在一定程度上可以更加快速、灵敏的检测分析物。

　　1、 点击化学概述

　　点击化学又名“链接化学”或“速配接合组合化学”，属于一种新型合成化学方法，其通过小单元的拼接，在短时间内快速、可靠的完成各种分子的化学合成。点击化学反应是指在严格控制技术要求下，能够对高活性反应物进行细致的操作，连接分子片段的各种技术。点击化学是一种新的组合化学新方法，其基础在于碳-杂原子键（C-X-C），铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应是一个最具显着性的代表。点击化学在化学合成领域的提出意义重大，并逐渐成为最具价值的理念之一。

　　2 、点击化学反应的特点

　　点击化学反应的特点如下：(1)反应条件相对简单。(2)原始材料、反应试剂易得。(3)无需使用任何溶剂就可以有效的清理设备，因此易于分离所获得产物，且在生理条件下产物通常会表现出较强的稳定性。(4)去离子水、双蒸水作为点击化学反应中的常用溶剂，在水中有机分子会具有更高的自由度，以此所具有的表现速率常数更高，在这种情况下所获得单一产物的产率较高。(5)在发生某些反应时，相比较于在水中的速度，反应物之间的反应速度会更快。例如在Schotten-Baumann反应中利用酰卤、氨水之间的反应可以产生一种重要产物，即酰胺。由于水溶液在一定程度上能够消除质子性管能团对反应的干扰，为此在点击反应中通常无需保护基团，因此能够有效的保护环境。

　　由此可知，点击化学反应本身所具有的立体选择性良好，容易获取实验原料，且能够有效的选择溶剂，如此一来有助于降低消耗成本，因此可以更为广泛的应用到食品分析检测领域。点击化学的反应具有模块化特征，能够与其他反应组合，在反应过程中不会产生有毒有害等物质，反应条件温和，对水和氧气并不敏感，安全性较高[2]。

　　3 、常见的点击化学反应分类

　　3.1、 端炔基与叠氮的环加成反应

　　所谓环加成反应主要对模块化反应融合过程进行充分应用，通过连接两种不饱和的反应物，有助于促进各种五杂元环、六杂元环反应的形成，例如比较常见的1,3-偶极环加成反应、Diels Alder反应。其中，对1,3-偶极环加成反应的研究最好，最为突出的反应是炔烃和叠氮基的反应。1983年，Arthur首次报道炔烃和叠氮基的反应，后经过Huisgen等正式将其确立为一类重要的新型反应。炔烃和叠氮基的不饱和键在一价铜的催化作用下有助于成环反应（Cu AAC反应）的生成与1,2,3-三唑的形成。炔烃和叠氮基的环加成反应对相关条件缺乏敏感性，在室温下较常发生，例如氧气、温度、p H值等，以此能够提供强大的技术支持来合成复杂的有机物和促使生物大分子改性。

　　当前，随着各种交叉学科的不断发展，荧光检测法、电化学检测法、比色检测法等各种新型电机反应试剂所构建的各类Cu AAC检测方法得到有效报道。Cu AAC检测方法所具有的优势主要表现在灵敏度较好、可以有效修饰反应基团、结果可视化等，但需要加入一些具有一定毒性的金属催化剂才能够有效地发生该反应，受这一缺点的影响，限制了其在生物医学、食品领域中的有效应用。

　　3.2、 环炔基与叠氮的环加成反应

　　端炔基与叠氮的环加成反应主要是选用铜盐为催化剂，因此很难将干净产物中的催化剂去除掉，且所残留的铜盐本身所具有的毒性具有潜在性特征，而环炔基与叠氮的反应可以有效避免所残留的潜在性毒性。在环炔基与叠氮的环加成反应中没有使用金属催化剂即铜盐，其反应机理主要是在环炔环张力的影响来促使叠氮、环炔快速反应，采用1,4,5-三取代的方式生成1,2,3-三唑环化合物。与环炔基与叠氮的环加成反应速率和端炔基反应速率相比，氟原子等强吸电子基团吸入后，会逐渐减慢环炔基与叠氮的环加成反应速率，究其原因在于端炔基反应的存在会增加环炔环的张力，以此可以更好地开展环加成反应。但是，这种反应所具有的区域选择性较差，且很难制备那些本身具有很强环张力的环炔化合物，一般会得到两种异构产物，由此会对该反应的应用造成很大影响[3]。

　　3.3、 碳碳多键加成

　　碳碳多键加成反应主要是在碳碳键的两端通过加成基团的方式来确保高分子量化合物的生长，其中就会涉及到许多典型反应，例如二羟基化反应、环氧化反应、双氢加成与巯基一烯反应等[4]。

　　由于巯基-双键反应本身所具有的特性，即反应原料范围广、无需金属催化剂和存在点击反应等，因此成为近年来点击反应中的研究热点。基于不同双键化合物，该反应机制主要包括两种。(1)巯基、烷径单烯在光或热条件下会实现自由基加成。(2)在选用有机胺、有机磷化合物等有机碱作为催化剂时，巯基与共轭烯烃之间的迈克尔加成反应，例如巯基与马来酰亚胺、（甲基）丙烯酸酯等。有学者利用巯基-双键点击化学所制备的PEG基水凝胶涂层本身所具有的抗菌性能非常优异，再通过科学测试发现，这一涂层可以有效杀死表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌接种物等，且完全杀死率超过99%，由此可知在抑菌方面巯-烯点击化学所具有的应用功能性十分显着。

　　4 、点击化学在食品安全检测中的具体应用

　　4.1 、构建食品分析检测生物传感器

　　现如今，点击化学在食品分析检测中取得了一定的成就，其已经被广泛的应用到食品成分、添加剂的检测中。例如，近年来经常会用到抗坏血酸来对食品进行护色处理，为了对其进行有效检测，某学者专门制定了一种电化学传感器，为了进行充分反应，需要充分利用铜（Ⅰ）催化叠氮化物和炔烃环，在此基础上联合叠氮化物末端锈蚀的金电极来开展有效反应。

　　根据反应结果可知，其检出限通常可以达到2.60×10-12 mol·L-1。具体在构建两种功能性不同的纳米金粒子时可以借助巯基丙酸修饰纳米金来实现，为了固定纳米金上的炔基和叠氮基，就需要充分发挥酰胺的作用，利用还原性糖本身所具有的定量性来完成有效的多重检测。同时，根据反应结果可知，其检出限可以到达1.50×10-3μmol·L-1[5]。相比较于滴定法，前者所具有的灵敏度更高，由此可知应用点击化学可以大幅提高传感性能。

　　4.2、 改良食品分析前处理技术

　　在物质分离提纯中充分应用点击化学是前处理技术中应用最为广泛的一项重要工作。某学者选用五氟苄基溴化咪唑离子液体为原材料，在与硫醇烯键合充分反应后，所合成的石墨烯吸附剂本身会具有良好的吸附作用，在此基础上建立一种新的方法来更好地提取、测定豆芽中的3种生长素。结果发现，对于吲哚-3-乙酸、1-萘乙酸的线性范围为0.0～5.00μg·g-1，而对于二氯苯氧乙酸而言其线性范围为0.09～5.00μg·g-1，且检出限范围为0.004～0.026μg·g-1，因此在豆芽生长素的测定试验中这种吸附剂通常可以获得积极有效的应用。

　　4.3 、重金属检测

　　对于人体生长发育而言，微量金属是必不可少的必需元素，例如铁、铜等，但如果在摄入不足、过量、不平衡的情况下极易导致人体出现一些疾病或是生理方面的异常。同时，环境中所存在的一些重金属也会对人体健康造成严重伤害，例如镉、汞等，在这种情况下就需要及时研发出一种金属残留的高灵敏检测方法[6]。

　　4.4 、检测食品污染物

　　某学者为了检测农药氟美沙嗪残留专门设计了一种灵敏度高、选择性强的方法，并形成一种丙烯氟草胺荧光传感器，实验结果良好。在点击反应法的帮助下完成了含三唑类化合物聚合物的制备，并用于检测Hg2+离子。由于三唑类聚合物本身所具有的溶解性好、分子量高，经过一系列分析（DLL、FL、NMR等）可以有效表征、评价聚合物本身的结构与性能。

　　5、 结语

　　点击化学当前已经被广泛的应用到许多食品分析检测领域当中，但是，由于这项技术的应用依然处于初级阶段，因此在实际应用过程中难免会出现诸多问题或局限性。基于此，在今后的食品分析检测工作中需要相关人员更加深入的研究点击化学，寻找新的解决方法，不断拓展点击化学的使用范围，使其应用更加广泛。

　　参考文献

　　[1]陆媛媛点击化学反应在食品分析检测中的研究进展[J]食品安全导刊, 2020(24):163.

　　[2]谢桂芳,苏本超。谢晓霞,等.点击化学在食品安全检测中的应用研究进展[J]分析测试学报，2021, 40(5):648-655.

　　[3]邱素艳,高森,林振宇,等点击化学最新进展[J]化学进展，2011 .23(4):637-648.

　　[4]李露,杨金易,徐振林,等纸基微流控技术及其在食品安全检测中的研究进展[J].分析测试学报, 2021,40(8)-:1235-1245.

　　[5]吕妍婷,王琪,朱为宏聚集诱导发光材料在食品安全检测中的应用[J]发光学报, 2021,42(3):319-335.

　　[6]刘剑鹏化学技术在食品安全检测中的运用[J]湖北农机化, 2021(2):65-66.