快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，至少包括碳糊電極，碳糊電極包括外殼和銅棒，外殼前端設(shè)有空腔，空腔填充有碳糊。本發(fā)明還提供上述傳感器的制備方法，包括以下步驟：S1．將Al（NO3）3·9H2O溶解于二次水，再加入尿素，將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜，放入烘箱內(nèi)反應(yīng)，將反應(yīng)得到的固體用二次水洗滌抽濾，在烘箱內(nèi)干燥，再放入馬弗爐里煅燒，得到氧化鋁材料；S2．將氧化鋁材料、石墨粉和石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入外殼的前端空腔內(nèi)，在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。本發(fā)明所制得的電化學(xué)傳感器操作簡便，環(huán)境友好，且靈敏度高，無需長時(shí)間富集，滿足快速檢測(cè)的要求。
【專利說明】快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]人工合成色素因顏色均勻、良好的水溶性、成本低、低微生物污染和對(duì)光、氧氣和1)?有很好的穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)來改善食品的外觀和色澤。然而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實(shí)許多人工合成色素對(duì)人體的危害十分嚴(yán)重，必須嚴(yán)格控制其用量甚至禁止使用。胭脂紅和檸檬黃是人工合成的偶氮類色素，目前廣泛用作食品色素添加劑。它們顏色鮮艷、穩(wěn)定，但對(duì)人體存在一定的毒性，過多使用會(huì)對(duì)人產(chǎn)生危害。例如，近來的研究數(shù)據(jù)表明檸檬黃可能引起過敏和哮喘，胭脂紅毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示其具有一定的致癌和致突變作用。由此可見，建立一種快速的、靈敏的、簡單的和低成本的同時(shí)檢測(cè)胭脂紅和檸檬黃的方法對(duì)于人類健康和食品安全是很重要的。
[0003]目前，檸檬黃和胭脂紅的檢測(cè)方法主要有色譜，色譜一質(zhì)譜聯(lián)用和光譜法。色譜法分析時(shí)間長，需要大型復(fù)雜的儀器設(shè)備和專業(yè)的操作人員，難以實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，不便于普遍推廣。分光光度法靈敏度低、選擇性差，不適合痕量分析。電化學(xué)傳感檢測(cè)不僅靈敏度高、選擇性好，而且操作簡便、分析速度快、樣品預(yù)處理簡單、所需儀器簡便便攜，因而非常適合痕量組分的快速檢測(cè)。目前，應(yīng)用電化學(xué)方法同時(shí)檢測(cè)胭脂紅和檸檬黃很少報(bào)道。因此，研究快速簡便、高靈敏度同時(shí)測(cè)定食品中胭脂紅和檸檬黃的環(huán)境友好型電化學(xué)傳感器仍充滿挑戰(zhàn)和創(chuàng)新性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，該傳感器操作簡便，環(huán)境友好，且靈敏度高，無需長時(shí)間富集，滿足快速檢測(cè)的要求。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種所述測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器的制備方法。
[0006]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
提供一種快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，至少包括碳糊電極，所述碳糊電極包括外殼和位于外殼內(nèi)的銅棒，所述外殼前端設(shè)有空腔，空腔填充有碳糊。
[0007]優(yōu)選地，所述外殼直徑為6111111，長度為60111。
[0008]優(yōu)選地，所述空腔直徑為3臟，深度為1臟。
[0009]本發(fā)明還提供了所述快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括以下步驟:
31.氧化鋁材料的制備:
將八1 (^) 3.冊(cè)20溶解于二次水中，再加入尿素，41、尿素、水的摩爾比為1:9:90，然后將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜內(nèi)，放入1001烘箱內(nèi)反應(yīng)，將反應(yīng)得到的固體，用二次水洗滌，抽濾，在801烘箱內(nèi)干燥2處，再放入馬弗爐里5001煅燒2匕得到氧化鋁材料；
82.傳感器的制備:
將0.氧化鋁材料、0.此石墨粉和0.3！！^石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入外殼的前端空腔內(nèi)，最后在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。
[0010]可選地，31步驟中1001烘箱內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為6卜?24匕。
[0011]優(yōu)選地，81步驟中1001烘箱內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為12卜或24匕。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、由于其獨(dú)特的性質(zhì)，納米結(jié)構(gòu)的氧化鋁常被用作催化劑載體，吸附劑，制陶業(yè)和研磨料，也可以應(yīng)用于電化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，以不同形狀的氧化鋁作為電化學(xué)傳感器的敏感材料，借助其強(qiáng)的富集能力，顯著提高胭脂紅和檸檬黃的表面濃度和電化學(xué)氧化信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高靈敏度測(cè)定，胭脂紅檢測(cè)限為0.05 4廠1 (即0.05卯10.08翻1 [―1)，檸檬黃檢測(cè)限為0.19
(即 0.19 卯)3,0.36 1111101 I 0 ；
2、由于氧化鋁材料對(duì)胭脂紅和檸檬黃的氧化有顯著的增敏效應(yīng)，靈敏度高，因而測(cè)定時(shí)無需長時(shí)間富集，測(cè)定時(shí)間3 以內(nèi)，滿足快速檢測(cè)要求；
3、測(cè)定時(shí)基于胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)氧化信號(hào)，樣品無需前處理，操作非常簡便；此夕卜，傳感器為全固態(tài)，直徑6 111111，長度6 0111，便于攜帶；
4、傳感器主要由氧化鋁、石墨等材料構(gòu)成，不會(huì)造成環(huán)境污染，對(duì)操作者健康無影響，屬于環(huán)境友好型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為25恤胭脂紅和10=1的檸檬黃在未修飾碳糊電極⑷和八1203@611㈦，八1203@911⑷，八1203@1211⑷，八1203@2411 (6)修飾碳糊電極上的0？乂圖。
[0015]圖3為不同時(shí)間制備的氧化鋁材料的321圖:6 11⑷，9 11 (8),12 11⑵和24匕⑶。
[0016]圖4為不同時(shí)間制備的氧化鋁材料的丁￡1圖:6 11⑷，9 11 (8),12 11⑵和24匕⑶。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018]本發(fā)明提供了一種快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，如圖1所示，至少包括碳糊電極，所述碳糊電極包括外殼1和位于外殼1內(nèi)的銅棒2，銅棒2直徑為1皿，外殼1直徑為6111111，長度為6挪，外殼1的材料為聚四氟乙烯，外殼1前端設(shè)有空腔3，空腔3直徑為3皿，深度為1皿，空腔內(nèi)填充有碳糊4，銅棒2 —端與碳糊4連接，另一端從外殼1的末端引出。
[0019]本發(fā)明提供的電化學(xué)傳感器的制造方法的實(shí)施例及測(cè)試實(shí)驗(yàn)如下:
實(shí)施例1
81.氧化鋁材料的制備:將八1 (勵(lì)3?3 ? 9！！20溶解于二次水中，再加入尿素，八1、尿素、水的摩爾比為1:9:90，然后將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜內(nèi)，1001烘箱內(nèi)反應(yīng)6匕將反應(yīng)得到的固體，用二次水洗滌，抽濾，在801烘箱內(nèi)干燥2處，再放入馬弗爐里5001煅燒2匕得到氧化鋁材料；
82.傳感器的制備:將0.18氧化鋁材料、0.98石墨粉和0.3^1石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入傳感器外殼的前端空腔內(nèi)，最后在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。
[0020]實(shí)施例2
81.氧化鋁材料的制備:將八1(^) 3 ? 9！！20溶解于二次水中，再加入尿素，八1、尿素、水的摩爾比為1:9:90，然后將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜內(nèi)，1001烘箱內(nèi)反應(yīng)9匕將反應(yīng)得到的固體，用二次水洗滌，抽濾，在801烘箱內(nèi)干燥2處，再放入馬弗爐里5001煅燒2匕得到氧化鋁材料；
82.傳感器的制備:將0.18氧化鋁材料、0.98石墨粉和0.3^1石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入傳感器外殼的前端空腔內(nèi)，最后在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。
[0021]實(shí)施例3
81.氧化鋁材料的制備:將八1(勵(lì)3)^940溶解于二次水中，再加入尿素，八1、尿素、水的摩爾比為1:9:90，然后將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜內(nèi)，1001烘箱內(nèi)反應(yīng)12匕將反應(yīng)得到的固體，用二次水洗滌，抽濾，在801烘箱內(nèi)干燥2處，再放入馬弗爐里5001煅燒2匕得到氧化鋁材料；
82.傳感器的制備:將0.18氧化鋁材料、0.98石墨粉和0.3^1石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入傳感器外殼的前端空腔內(nèi)，最后在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。
[0022]實(shí)施例4
81.氧化鋁材料的制備:將八1(勵(lì)3)^940溶解于二次水中，再加入尿素，八1、尿素、水的摩爾比為1:9:90，然后將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜內(nèi)，1001烘箱內(nèi)反應(yīng)24匕將反應(yīng)得到的固體，用二次水洗滌，抽濾，在801烘箱內(nèi)干燥2處，再放入馬弗爐里5001煅燒2匕得到氧化鋁材料；
82.傳感器的制備:將0.18氧化鋁材料、0.98石墨粉和0.3^1石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入傳感器外殼的前端空腔內(nèi)，最后在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。
[0023]下面為以實(shí)施例1?4提供的電化學(xué)傳感器進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn):
測(cè)試條件:
介質(zhì):13? 6的磷酸鹽緩沖溶液；
電位掃描區(qū)間:0.價(jià)到1.1 V ；
脈沖振幅:50 ^ ；
脈沖寬度:40 1118 ；
掃描速度:40 ^ 8—1 ；
富集電位:0.^ ；
富集時(shí)間:3 1111110
[0024]將實(shí)施例1?4中經(jīng)過不同反應(yīng)時(shí)間如611，9卜，1211和2處得到的氧化鋁分別標(biāo)記為八1203@611，八1203@911，八1203@1211和八1203@2411，用0？7 (微分脈沖伏安法)研究胭脂紅和檸檬黃在它們表面的氧化響應(yīng)來比較它們的電化學(xué)傳感性能，如圖2所示，在未修飾碳糊電極表面(曲線幻，0.6007^0.916乂分別出現(xiàn)了胭脂紅和檸檬黃很弱的氧化峰。但是，隨著制備的氧化鋁樣品(曲線6至曲線6)形貌的改變，胭脂紅和檸檬黃氧化信號(hào)是逐漸增強(qiáng)的，增強(qiáng)程度為八1203@2411?八1203@1211 ? ^1203@911 ?六1203@611。顯然，制備的氧化鋁樣品對(duì)于胭脂紅和檸檬黃有不同程度的增強(qiáng)，可明顯提高測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的靈敏度，而且對(duì)胭脂紅和檸檬黃信號(hào)增強(qiáng)的程度取決于反應(yīng)時(shí)間。
[0025]為了探究不同形貌氧化鋁樣品對(duì)胭脂紅和檸檬黃的氧化行為的差異。用321 (掃描式電子顯微鏡)對(duì)氧化鋁樣品進(jìn)行表征，如圖3所示。從圖3八可以看出反應(yīng)6卜得到的氧化鋁樣品是無定形的顆粒。如圖38所示，反應(yīng)延長到9匕得到大的塊狀顆粒。經(jīng)過12匕得到直徑大約200=0微纖維狀樣品，如圖3(:所示。反應(yīng)延長到24匕可以得到更厚的、形貌更均勻的微纖維狀樣品，如圖30所示。由此表明通過改變反應(yīng)時(shí)間，可以很容易的調(diào)控氧化鋁樣品的形貌和電化學(xué)性能。
[0026]為了進(jìn)一步了解反應(yīng)時(shí)間對(duì)氧化鋁樣品形貌的影響，用(透射電子顯微鏡)對(duì)氧化鋁樣品進(jìn)行了表征。圖4是八1203@61！⑷，八1203@911⑶，八1203@1211⑵和八1203@2411
(0)的I'剛圖，比例尺為100鹽。如圖4八和圖48所示，反應(yīng)時(shí)間為6卜和9卜得到不規(guī)則的大顆粒。如圖4(:和圖40所示，反應(yīng)時(shí)間為12和24卜，可以清楚的看到直徑為200=111的規(guī)則纖維和孔狀結(jié)構(gòu)。121圖也可以說明氧化鋁樣品的形貌取決于反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間越長越有利于有均勻的、具孔的和纖維狀的結(jié)構(gòu)形成。相對(duì)于不規(guī)則的顆粒，規(guī)則的纖維可以提供更多的吸附位點(diǎn)和大的表面積，進(jìn)而得到更高的富集效率。因此八1203@241！和八1203@121！對(duì)胭脂紅和檸檬黃的氧化活性更強(qiáng)，很大程度的增加了胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)。
[0027]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，至少包括碳糊電極，所述碳糊電極包括外殼和位于外殼內(nèi)的銅棒，其特征在于，所述外殼前端設(shè)有空腔，空腔填充有碳糊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，其特征在于，所述外殼直徑為6mm,長度為6cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器，其特征在于，所述空腔直徑為3mm,深度為1mm。
4.一種如權(quán)利要求1所述的快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.氧化鋁材料的制備: 將Al (NO3) 3.9H20溶解于二次水中，再加入尿素，Al、尿素、水的摩爾比為1:9:90,然后將所得溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜內(nèi)，放入100°C烘箱內(nèi)反應(yīng)，將反應(yīng)得到的固體，用二次水洗滌，抽濾，在80°C烘箱內(nèi)干燥24h，再放入馬弗爐里500°C煅燒2h，得到氧化鋁材料； 52.傳感器的制備: 將0.1g氧化鋁材料、0.9g石墨粉和0.3mL石蠟油混合均勻，得到碳糊，然后將碳糊壓入外殼的前端空腔內(nèi)，最后在稱量紙上磨平拋光，制得快速測(cè)定胭脂紅和檸檬黃的電化學(xué)傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，SI步驟中100°C烘箱內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為6h ?24 ho
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，SI步驟中100°C烘箱內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為12h 或 24 ho
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK104316583SQ201410652227
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】劉貴深, 吳康兵, 徐思飛, 程芹, 陳旭明 申請(qǐng)人:廣東省潮州市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所