农药残留在人体内不断富集会对肝肾造成损害,引起贫血、脱皮甚至白血病,中毒初期可能会导致头晕、恶心或者痉挛、昏迷甚至死亡[36],因此农残检测对保障人类生命安全有着至关重要的作用。磁性固相萃取是检测农残的一种方法,其吸附剂一般采用Fe3O4[37]。
闫萌[37]等采用溶剂热法制备了Fe3O4@MOF-808吸附剂结合高效液相色谱法,用于大米中二苯醚类除草剂的分析方法。结果显示,25mg吸附剂在6min内即可完全吸附目标除草剂。证明该方法适用于大米中除草剂的残留分析。沈卫东[38]等将Fe3O4纳米粒子负载于多壁碳纳米管(AMWNTs)表面用于检测水中9种菊酯类杀虫剂。该材料对水中氯氰菊酯和二氯苯醚菊酯的线性范围在1-50ng/mL,回收率为77.6%-93.9%。
2.3食品工业
食品安全问题伴随着人们生活水平的提高越来越受到重视,因此食品检测的准确性是一个关键的问题,磁性Fe3O4纳米粒子已被证明是检测食品安全的一种新的方法[39]而得到广泛的应用。
ZHANG等[40]制备了磁性石墨烯(G-Fe3O4)用于检测鸡肉、鸡血、鸡肝样品中的微量苯并咪唑,检测结果显示样品中奥芬达唑、甲苯达唑、氟苯达唑和芬苯达唑的浓度分别为13.0-20.2、1.62-4.64、1.94-6.42和0.292-1.04ng/g。相对标准差小于7.9%。证明该方法分析灵敏、可靠、方便。WANG等[41]制备了磁性沸石咪唑酸盐框架-8(Fe3O4@ZIF-8)并基于该材料提出简易磁性固相萃取法(MSPE)来浓缩聚合物添加剂(抗氧化剂和紫外线吸收剂)。对MSPE的工艺条件进行了优化。成功建立了一种磁固相萃取和高效液相色谱分析方法,同时测定饮料和食品中的7种聚合物添加剂,为饮料和食品中的聚合物添加剂提供了一种有效的富集和测定方法。TONG等[42]合成了核壳Fe3O4@石墨碳(Fe3O4@GC)亚微立方体,用于检测饮料和塑料瓶中的五种邻苯二甲酸酯(PAEs)。该方法方便、省时、灵敏、有效、环保的同时也为其他受形状控制的磁性碳材料的设计提供了一条新的途径。关桦楠等[43]制备了聚谷氨酸金磁微粒(Fe3O4-PGA@Au)用于构建无酶电化学生物传感器检测葡萄糖,结果表明,该材料具有良好的电催化性能,所构建的生物传感器峰电流密度与葡萄糖浓度在0.1-5.0μmol/L和10-250μmol/L范围内时具有良好的线性关系,检出限为0.74μmol/L(RSN=3),且该传感器具有好的抗干扰性能和重复性。
此外Fe3O4在油脂改性、果汁澄清、乳制品生产[44]中也得到了广泛的应用。
3. 结论与展望
本文总结了磁性Fe3O4纳米颗粒作为吸附剂在农业方面的应用,除此之外,Fe3O4因其简单的制备方法、低廉的价格成本、优良的性能在诸如生物医学、催化剂载体、能源储备等各领域均得到了良好的应用。但因其颗粒团聚、较弱的机械强度和流动限制等原因在某些场景下需要制备复合材料,这在一定程度上增加了时间成本、经济成本和诸多的不确定性,限制了其在实际中的应用,因此未来还需要进一步的研究改进。