本發(fā)明創(chuàng)造屬于小分子化合物分子印跡電化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種檢測苯醚甲環(huán)唑的分子印跡電化學(xué)傳感分析方法。
背景技術(shù):
苯醚甲環(huán)唑?qū)儆趦?nèi)吸性殺菌劑,現(xiàn)在主要被廣泛應(yīng)用于防治在水果,蔬菜,谷物和其他農(nóng)作物上由于真菌引起的黑星病、炭疽病等。苯醚甲環(huán)唑具有殺菌高效、廣譜、低毒的特點現(xiàn)在已經(jīng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛,最有發(fā)展前景的一種殺菌劑。然而,由于其在水中溶解性較差,在土壤中移動性小,降解緩慢,在谷物,油料,水果,蔬菜,花生,甜菜,茶葉,人參等作物中均有殘留。毒理學(xué)實驗表明,大鼠連續(xù)90d攝入250mg/kg劑量的苯醚甲環(huán)唑原藥后,體重降低,肝臟及腎組織腫大,雄性大鼠血清中丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平升高,表明苯醚甲環(huán)唑?qū)Υ笫蟾闻K可能有一定程度的損害。
目前,用來檢測苯醚甲環(huán)唑殘留方法比較常見的有高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜法(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(LC-MS)。然而這些方法樣品前處理方法復(fù)雜,需要昂貴的分析儀器等缺點。因此,開發(fā)簡便,快速的分析技術(shù)很有必要。分子印跡電化學(xué)傳感器對目標物的檢測是通過分析目標物特異性吸附到電極表面的分子印跡聚合物時引起電信號來實現(xiàn)的。電聚合分子印跡聚合物膜是一種直接成膜的方法,具有成膜厚度可控、附著力強、操作簡便以及容易摻雜其他物質(zhì)等優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)合成分子印跡的方法與其他儀器檢測的方法,用分子印跡電化學(xué)傳感檢測具有操作簡便,對設(shè)備要求低等特點,是一種極具引用潛力的快速檢測技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種苯醚甲環(huán)唑檢測的分子印跡電化學(xué)傳感分析方法,用分子印跡作為識別元件能夠更直接快速的特異性識別目標物,減少樣品前處理過程,以克服傳統(tǒng)檢測苯醚甲環(huán)唑方法中所用的大型儀器昂貴且檢測時間長,用傳統(tǒng)的方法合成苯醚甲環(huán)唑分子印跡方法耗時等缺點。
為達到上述目的,本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種檢測苯醚甲環(huán)唑的分子印跡電化學(xué)傳感分析方法,包括如下步驟,
1)電極修飾:將含有苯醚甲環(huán)唑,對氨基苯硫酚,四丁基高氯酸銨的甲醇溶液作為聚合液,將修飾有AuNPs的電極浸入聚合液中,以飽和甘汞電極作為參比電極、鉑電極作為對電極,循環(huán)伏安掃描。聚合后的電極浸入甲醇/醋酸(8:2,v/v)溶液,沖洗吹干備用;
2)檢測還原峰電流值:將步驟1)修飾好的電極浸入K3[Fe(CN)6]溶液中,以飽和甘汞電極作為參比電極、鉑電極作為對電極,向其中加入苯醚甲環(huán)唑標準溶液,用差分脈沖伏安法測定還原峰電流值。用相對電流變化(ΔI/I0)分析還原峰電流值與苯醚甲環(huán)唑濃度之間的關(guān)系。
進一步的,所述AuNPs和分子印跡(MIP)膜修飾GCE電極制備包括如下步驟:
1)納米金顆粒在玻碳電極表面的電沉積:將直徑為4mm的玻碳電極GCE依次在粒徑為0.3μm和0.5μm的氧化鋁粉上拋光打磨洗凈沖干。將獲得的GCE電極浸沒于含有2.43mmol L-1HAuCl4和0.5mol L-1的H2SO4溶液中,以飽和氯化鉀甘汞電極電極作為參比電極,鉑絲電極為對電極,采用恒電位技術(shù)進行AuNPs的電沉積,設(shè)定恒定電位為-0.2V,沉積時間為200s,取出后用去離子水沖洗幾遍,氮氣吹干,得到用AuNPs修飾的電極。
2)苯醚甲環(huán)唑和對氨基苯硫酚的自組裝:電極洗凈沖干后,浸入含有30mmol L-1的對氨基苯硫酚(p-ATP)的甲醇溶液中過夜組裝,獲得p-ATP-AuNPs-GCE。將p-ATP-AuNPs-GCE浸入含有10mmol L-1的苯醚甲環(huán)唑(DFZ)甲醇溶液中4h,獲得DFZ-pATP-AuNPs-GCE。取出后的電極用乙醇和去離子水依次清洗,用氮氣吹干備用。
3)聚合分子印跡聚合物膜:將含有10mmol L-1苯醚甲環(huán)唑,60mmol L-1對氨基苯硫酚,5mmol L-1四丁基高氯酸銨的甲醇溶液通氮除氧作為聚合液,以飽和氯化鉀甘汞電極電極作為參比電極,鉑絲電極為對電極,以50mVs-1的掃描速度,在-0.2V-+1.2V的電位范圍內(nèi)進行循環(huán)伏安掃描5圈進行分子印跡膜聚合。
4)去除分子印跡膜中的苯醚甲環(huán)唑分子:將電聚合有聚合物膜的電極浸入30mL甲醇/醋酸(8:2,v/v)溶液15min,去除在聚合物膜中固定的模板分子苯醚甲環(huán)唑,分子印跡聚合物修飾的電極MIPs-AuNPs-GCE電極表面用氮氣吹干備用。
進一步的,所述用AuNPs和分子印跡(MIP)膜修飾的GCE電極檢測苯醚甲環(huán)唑方法包括如下步驟:
1)修飾電極在K3[Fe(CN)6]中檢測:將修飾好的印跡電極浸入1mmol L-1的K3[Fe(CN)6]溶液中,當背景電流穩(wěn)定后,向K3[Fe(CN)6]溶液中加入20μL的1mmolL-1苯醚甲環(huán)唑標品溶液同時進行6min吸附,在-0.2V-+0.6V的電位范圍下進行差分脈沖伏安法掃描,會引起相應(yīng)電流的響應(yīng)值變化。
2)檢測標曲的建立:用相對電流變化(ΔI/I0)分析還原峰電流值與苯醚甲環(huán)唑濃度之間的關(guān)系。ΔI=Ic-I0,Ic和I0分別表示當溶液中濃度為c molL-1和0molL-1時的還原峰電流值。
苯醚甲環(huán)唑不具有電活性,無法直接用電化學(xué)傳感器直接檢測其含量,因此要用K3[Fe(CN)6]作為電化學(xué)傳感中的探針,根據(jù)向K3[Fe(CN)6]溶液中添加苯醚甲環(huán)唑標品前后差分脈沖伏安法峰電流變化值建立標曲可進行苯醚甲環(huán)唑的定量分析。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種苯醚甲環(huán)唑分子印跡電化學(xué)傳感分析具有以下優(yōu)勢:
(1)本發(fā)明創(chuàng)造所述的制備分子印跡(MIP)膜修飾電極制備的方法為電聚合方式,其中在電極的表面施加固定的電位范圍即-0.2V-+1.2V,只需要用循環(huán)伏安法掃描5圈,制備時間短,且可以保證制備的苯醚甲環(huán)唑分子印跡聚合物膜的狀態(tài)穩(wěn)定,實驗重復(fù)性好。
(2)本發(fā)明所述的電化學(xué)分析方法使檢測時間縮短至6min。
附圖說明
構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解,本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造,并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的苯醚甲環(huán)唑分子印跡電化學(xué)分析方法標準曲線。
具體實施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本發(fā)明創(chuàng)造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明創(chuàng)造。
實施例一
電極預(yù)處理
首先,將直徑為4mm的玻碳電極GCE依次在粒徑為0.3μm和0.5μm的氧化鋁粉上拋光。然后,將玻碳電極依次置于硝酸(1:1,v/v),乙醇和二次水中超聲洗滌,取出后用氮氣吹干。在含有1mmol L-1的K3[Fe(CN)6]和0.1mol L-1的KNO3溶液中,用-0.2V-+0.6V的電位范圍進行循環(huán)伏安法檢測,直到出現(xiàn)穩(wěn)定的K3[Fe(CN)6]的氧化還原峰,即可認為玻碳電極光滑,拋光完成。
AuNPs修飾GCE電極的制備
將拋光完成的電極浸入含有2.43mmol L-1HAuCl4和0.5mmol L-1的H2SO4的溶液中,采用恒電位技術(shù)進行AuNPs的電沉積,設(shè)定恒定電位為-0.2V,沉積時間為200s,取出后用去離子水沖洗幾遍,氮氣吹干,得到用AuNPs修飾的GCE電極AuNPs-GCE。
印跡電極的制備
1)模板分子與功能單體的自組裝:根據(jù)P-ATP上的-NH2可與AuNPs進行自組裝,將制備好的金納米顆粒修飾的玻碳電極AuNPs-GCE浸入含有30mmol L-1的對氨基苯硫酚(p-ATP)的甲醇溶液中過夜組裝,取出后用甲醇和去離子水依次小心清洗電極表面,獲得p-ATP-AuNPs-GCE。將p-ATP-AuNPs-GCE浸入含有10mmol L-1的苯醚甲環(huán)唑(DFZ)甲醇溶液中4h,由于苯醚甲環(huán)唑與對氨基苯硫酚的氫鍵作用,將苯醚甲環(huán)唑組裝到修飾電極表面,獲得DFZ-pATP-AuNPs-GCE。取出后的電極用乙醇和去離子水依次清洗,用氮氣吹干備用。
2)電聚合:配置含有10mmol L-1苯醚甲環(huán)唑,60mmol L-1對氨基苯硫酚,5mmol L-1四丁基高氯酸銨的甲醇溶液通氮除氧,將上述溶液作為聚合液,將DFZ-pATP-AuNPs-GCE浸入聚合液中,以50mVs-1的掃描速度,在-0.2V-+1.2V的電位范圍內(nèi)進行循環(huán)伏安掃描5圈。聚合液現(xiàn)配現(xiàn)用。
3)模板分子的去除:將電聚合有聚合物膜的電極浸入30mL甲醇/醋酸(8:2,v/v)溶液15min,去除在聚合物膜中固定的模板分子苯醚甲環(huán)唑,分子印跡聚合物修飾的電極MIPs-AuNPs-GCE電極表面用氮氣吹干備用。
檢測苯醚甲環(huán)唑方法
修飾電極在K3[Fe(CN)6]中檢測:將修飾好的印跡電極浸入1mmol L-1的K3[Fe(CN)6]溶液中,當背景電流穩(wěn)定后,向K3[Fe(CN)6]溶液中加入20μL的1mmol L-1苯醚甲環(huán)唑標品溶液同時進行6min吸附,在-0.2V-+0.6V的電位范圍下進行差分脈沖伏安法掃描,會引起相應(yīng)電流的響應(yīng)值變化。
用相對電流變化(ΔI/I0)分析還原峰電流值與苯醚甲環(huán)唑濃度之間的關(guān)系。ΔI=Ic-I0,Ic和I0分別表示當溶液中濃度為c mol L-1和0mol L-1時的還原峰電流值。建立的標曲如圖1所示。
以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造,凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。