一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器的制造方法

文档序号:10652113阅读:1720来源:国知局
一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器。本发明以磺胺间甲氧嘧啶(SMM)为模板分子,多巴胺为功能单体,采用循环伏安法电聚合制备磺胺间甲氧嘧啶分子印迹传感器,以氧化还原石墨烯(rGO)修饰以增强电化学信号,提高了方法的检出限。在pH值为8的磷酸盐缓冲溶液中,以铁氰化钾为探针,以微分脉冲伏安法为电化学激发信号,研究结果显示峰电流差值与SMM浓度在20.0?1600.0nM范围内呈良好的线性关系,r=0.9964,检出限为1.0nM。该传感器用于实际样品检测回收率达到92.4~97.9%,重现性和稳定性都表现良好。
【专利说明】
一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器
技术领域
[0001] 本发明属于新型功能材料、电化学传感检测技术领域,涉及一种分子印迹电化学 传感器,特别是一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器。
【背景技术】
[0002] 磺胺类药属于人工合成的对氨基苯磺酰胺类衍生物,最早发现是在1935年。在之 后各类抗生素被不断发现,临床上逐步取代了磺胺类药物,但是磺胺类药物仍然具有其独 到的优点:抗菌谱广,性质稳定,价格低廉,国内能大量生产等。特别是抗菌增效剂的出现, 使得磺胺类药物在联合使用后抗菌谱扩大、抗菌活性增强。因此磺胺类药物至今仍是畜牧 及水产养殖中用于抗感染治疗的重要药物,其中磺胺间甲氧嘧啶(SMM)预防动物细菌感染 的功效和抗菌作用在磺胺类药物中最强。虽然磺胺间甲氧嘧啶无明显的耐受性和致畸、致 突变作用,对靶动物的安全性范围也相对较大,但是大剂量不合理使用SMM或用药时间过长 同样可以引起动物肝、肾等代谢器官的损伤。美国规定泌乳期乳牛禁用磺胺类药物(但以下 除外:磺胺二甲氧嘧啶、磺胺溴甲嘧啶、磺胺乙氧嗪);日本规定禁用磺胺喹噁啉、磺胺甲基 嘧啶、磺胺二甲嘧啶及磺胺间甲氧嘧啶;我国并未禁止在牧渔养殖中使用磺胺类药物,但是 限定在所有食用动物所有组织中磺胺药物总量均应小于等于〇.lmg/kg。
[0003] 严格控制水产品、牛奶和蛋类中的磺胺残留量是非常重要的,因此一种快速有效 可以重复利用的检测方法尤为重要。分子印迹是近年来兴起的分子特异性识别技术,将分 子印迹技术与电分析化学技术结合起来,可以得到高灵敏度、高选择性的生物传感器,目前 已经有相关报道,但是应用于痕量磺胺间甲氧嘧啶的检测暂未有相关研究。

【发明内容】

[0004] 为解决现有技术的不足,本发明在于提供一种用于痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印 迹电化学传感器,可高灵敏度、高选择性地用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶。
[0005] 本发明所述的一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器,其特 征在于,所述分子印迹电化学传感器是通过以下方法制备的:
[0006] (1)玻碳电极的预处理:
[0007] 将玻碳电极依次用0.5μπι、0.05μπι的Al2〇3粉在麂皮上抛光,用超纯水冲洗后在乙醇 和水中分别超声清洗l〇min,然后将电极于铁氰化钾中扫描,直到得到可逆的循环伏安峰为 止。
[0008] (2 )rG0(还原氧化石墨烯)悬浊液的制备:
[0009] 取0.002g的rGO加2mL二甲基甲酰胺于10mL烧杯中,超声分散2h,得到均匀分散的 rGO悬浊分散液,放入冰箱6 °C保存待用。
[0010] (3)分子印迹传感器的构建:
[0011] 取l〇yL的rGO溶液滴在处理好的玻碳电极表面,室温下晾干。将瞭干后的电极置于 含SMM和含有多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中,以扫速0. lV/s、电位范围为-0.2~0.8V循环扫描 一定圈数,得到分子印迹传感器。
[0012] 根据本发明所述的分子印迹电化学传感器的进一步特征,所述步骤(3)中,磷酸盐 缓冲溶液pH调节值为8.0。
[0013] 根据本发明所述的分子印迹电化学传感器的进一步特征,所述步骤(3)中,扫描圈 数为15圈。
[0014] 根据本发明所述的分子印迹电化学传感器的进一步特征,所述步骤(3)中,SMM与 多巴胺的摩尔比为1:8。
[0015] 本发明以磺胺间甲氧嘧啶(SMM)为模板分子,多巴胺为功能单体,采用循环伏安法 电聚合制备磺胺间甲氧嘧啶分子印迹传感器,以氧化还原石墨烯(rGO)修饰以增强电化学 信号,提高了方法的检出限。在pH值为8的磷酸盐缓冲溶液中,以铁氰化钾为探针,以微分脉 冲伏安法为电化学激发信号,研究结果显示峰电流差值与SMM浓度在20.0-1600.0 nM范围内 呈良好的线性关系,r = 0.9964,检出限为Ι.ΟηΜ。该传感器用于实际样品检测回收率达到 92.4~97.9%,重现性和稳定性都表现良好。
[0016] 本发明所述的用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器克服了已 有技术在检测痕量磺胺间甲氧嘧啶时存在方法过于繁琐,步骤复杂等诸多缺点,更好地提 高了检测的灵敏度和选择性,对于痕量磺胺间甲氧嘧啶的检测易于自动化。
【附图说明】
[0017]图1是不同修饰电极在K3[Fe(CN)6]溶液中的循环伏安曲线,图中,a:裸电极;b:rG0 修饰电极;c :MIP修饰电极;d:洗脱模板后的MIP修饰电极。
[0018] 图2a是MIP修饰电极的扫描电子显微镜图,图2b是洗脱后的MIP修饰电极的扫描电 子显微镜图。
[0019] 图3是本发明所述的传感器标准吸收曲线。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1:本发明所述的用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器 的构建,其特征在于,所述分子印迹电化学传感器是通过以下方法制备的:
[0021] (1)玻碳电极的预处理
[0022] 将玻碳电极依次用0.5μπι、0.05μπι的Al2〇3粉在麂皮上抛光,用超纯水冲洗后在乙醇 和水中分别超声清洗l〇min,然后将电极于铁氰化钾中扫描,直到得到可逆的循环伏安峰为 止。
[0023] (2)rG0(还原氧化石墨烯)悬浊液的制备
[0024]取0.002g的rGO加2mL二甲基甲酰胺于10mL烧杯中,超声分散2h,得到均匀分散的 rGO悬浊分散液,放入冰箱6 °C保存待用。
[0025] (3)分子印迹传感器的构建
[0026] 取10此的rGO溶液滴在处理好的玻碳电极表面,室温下晾干。将晾干后的电极置于 含SMM和含有多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中,以扫速0. lV/s、电位范围为-0.2~0.8V循环扫描 一定圈数,得到分子印迹传感器。
[0027]实施例2:本发明所述的用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器 的循环伏安表征
[0028] 由于膜中的印迹孔穴可作为电子传递的通道,运用K3[Fe(CN)6]为探针,根据其电 流的大小表征各种电极的表面性质。如图1所不,不同电极在5mM的K3 [Fe (CN) 6 ]溶液中的循 环伏安图差异显著。曲线a是裸电极的循环伏安图,氧化还原峰明显。曲线b所示,当在玻碳 电极表面修饰一层rGO复合物后,峰电流明显增大,说明rGO复合物的修饰能促进电极表面 的电子传递,增大电流信号。曲线c所示,当形成MIP膜后,氧化还原峰电流明显下降,传感器 的电子传递过程受到阻碍。如曲线d所示,当模板分子磺胺间甲氧嘧啶被洗脱下来,电子传 递回复,信号恢复。
[0029] 实施例3:本发明所述的用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感的 扫描电镜表征
[0030] 采用扫描电镜,对不同修饰电极的微观结构进行了表征。如图2a所示,在电极表面 修饰上分子印迹膜后电极表面光滑,说明印迹效果良好;经过洗脱后,模板分子被洗脱下 来,该分子印迹膜表面留下了许多孔穴,因此表面变得粗糙(参见图2b),所以进行扫描时候 会出现电流响应峰。
[0031] 实施例4:线性范围与检出限实验
[0032] 在优化条件下制备分子印迹电化学传感器,洗脱后置于不同浓度的SMM溶液中孵 化55min,再进行差分脉冲伏安扫描,通过得到的峰电流差值ΔΙ,计算出峰电流与不同浓度 SMM溶液的关系。如图3所示,在20~1600nmo 1 /L的范围内,峰电流差Δ I (μΑ)与SMM浓度 (nmol/L)呈线性关系,相关线性回归方程为ΛI = 0.0124C+1.5958,相关系数r = 0.9964,检 出限为 1 .〇nmol/L(S/N=3) 〇
[0033] 实施例5:重现性与稳定性实验
[0034] 在优化条件下制备5支分子印迹电化学传感器,用于浓度0.5ymol/L SMM溶液的检 测,检测误差在1.8~6.5%之间,说明该传感器具有较好的重现性。
[0035] 取同一支电极,将电极洗脱保存置于冰箱5天后再重新测定相同浓度的SMM溶液, 其峰值下降为原来的93%,实验结果证明该电极稳定性良好。
[0036] 实施例6:实际样品测定
[0037] 取10mL湖水过滤离心10min后,用MIP/rGO/GCE电极测其加标时磺胺间甲氧嘧啶的 含量,计算回收率,测定结果见表1。由表1可知方法的回收率为92.4 % -97.9 %,相对标准偏 差为
[0038]表1: SMM加标浓度的测定结果
【主权项】
1. 一种用于检测痕量磺胺间甲氧嘧啶的分子印迹电化学传感器,其特征在于,所述分 子印迹电化学传感器是通过以下方法制备的: (1) 玻碳电极的预处理: 将玻碳电极依次用0.5μπι、0.05μπι的Al2〇3粉在麂皮上抛光,用超纯水冲洗后在乙醇和水 中分别超声清洗lOmin,然后将电极于铁氰化钾中扫描,直到得到可逆的循环伏安峰为止; (2) rG0(还原氧化石墨烯)悬浊液的制备: 取0.002g的rGO加2mL二甲基甲酰胺于10mL烧杯中,超声分散2h,得到均匀分散的rGO悬 浊分散液,放入冰箱6 °C保存待用; (3) 分子印迹传感器的构建: 取10yL的rGO溶液滴在处理好的玻碳电极表面,室温下晾干;将晾干后的电极置于含 SMM和含有多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中,以扫速0. lV/s、电位范围为-0.2~0.8V循环扫描一 定圈数,得到分子印迹传感器。2. 根据权利要求1所述的分子印迹电化学传感器,其特征在于:所述步骤(3)中,磷酸盐 缓冲溶液pH调节值为8.0。3. 根据权利要求1所述的分子印迹电化学传感器,其特征在于:所述步骤(3)中,扫描圈 数为15圈。4. 根据权利要求1所述的分子印迹电化学传感器,其特征在于:所述步骤(3)中,SMM与 多巴胺的摩尔比为1:8。
【文档编号】G01N27/48GK106018533SQ201610519303
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】汪洪武, 刘艳清, 韦寿莲, 姚夙, 严子军, 张吟芬
【申请人】肇庆学院
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