一種用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器。本發(fā)明以磺胺間甲氧嘧啶(SMM)為模板分子，多巴胺為功能單體，采用循環(huán)伏安法電聚合制備磺胺間甲氧嘧啶分子印跡傳感器，以氧化還原石墨烯(rGO)修飾以增強(qiáng)電化學(xué)信號(hào)，提高了方法的檢出限。在pH值為8的磷酸鹽緩沖溶液中，以鐵氰化鉀為探針，以微分脈沖伏安法為電化學(xué)激發(fā)信號(hào)，研究結(jié)果顯示峰電流差值與SMM濃度在20.0?1600.0nM范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，r＝0.9964，檢出限為1.0nM。該傳感器用于實(shí)際樣品檢測(cè)回收率達(dá)到92.4～97.9％，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性都表現(xiàn)良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于新型功能材料、電化學(xué)傳感檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分子印跡電化學(xué) 傳感器，特別是一種用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 磺胺類(lèi)藥屬于人工合成的對(duì)氨基苯磺酰胺類(lèi)衍生物，最早發(fā)現(xiàn)是在1935年。在之 后各類(lèi)抗生素被不斷發(fā)現(xiàn)，臨床上逐步取代了磺胺類(lèi)藥物，但是磺胺類(lèi)藥物仍然具有其獨(dú) 到的優(yōu)點(diǎn)：抗菌譜廣，性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)格低廉，國(guó)內(nèi)能大量生產(chǎn)等。特別是抗菌增效劑的出現(xiàn)， 使得磺胺類(lèi)藥物在聯(lián)合使用后抗菌譜擴(kuò)大、抗菌活性增強(qiáng)。因此磺胺類(lèi)藥物至今仍是畜牧 及水產(chǎn)養(yǎng)殖中用于抗感染治療的重要藥物，其中磺胺間甲氧嘧啶（SMM)預(yù)防動(dòng)物細(xì)菌感染 的功效和抗菌作用在磺胺類(lèi)藥物中最強(qiáng)。雖然磺胺間甲氧嘧啶無(wú)明顯的耐受性和致畸、致 突變作用，對(duì)靶動(dòng)物的安全性范圍也相對(duì)較大，但是大劑量不合理使用SMM或用藥時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 同樣可以引起動(dòng)物肝、腎等代謝器官的損傷。美國(guó)規(guī)定泌乳期乳牛禁用磺胺類(lèi)藥物(但以下 除外:磺胺二甲氧嘧啶、磺胺溴甲嘧啶、磺胺乙氧嗪）；日本規(guī)定禁用磺胺喹噁啉、磺胺甲基 嘧啶、磺胺二甲嘧啶及磺胺間甲氧嘧啶;我國(guó)并未禁止在牧漁養(yǎng)殖中使用磺胺類(lèi)藥物，但是 限定在所有食用動(dòng)物所有組織中磺胺藥物總量均應(yīng)小于等于〇.lmg/kg。
[0003] 嚴(yán)格控制水產(chǎn)品、牛奶和蛋類(lèi)中的磺胺殘留量是非常重要的，因此一種快速有效 可以重復(fù)利用的檢測(cè)方法尤為重要。分子印跡是近年來(lái)興起的分子特異性識(shí)別技術(shù)，將分 子印跡技術(shù)與電分析化學(xué)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以得到高靈敏度、高選擇性的生物傳感器，目前 已經(jīng)有相關(guān)報(bào)道，但是應(yīng)用于痕量磺胺間甲氧嘧啶的檢測(cè)暫未有相關(guān)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明在于提供一種用于痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印 跡電化學(xué)傳感器，可高靈敏度、高選擇性地用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶。
[0005] 本發(fā)明所述的一種用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器，其特 征在于，所述分子印跡電化學(xué)傳感器是通過(guò)以下方法制備的：
[0006] (1)玻碳電極的預(yù)處理：
[0007] 將玻碳電極依次用0.5μπι、0.05μπι的Al2〇3粉在麂皮上拋光，用超純水沖洗后在乙醇 和水中分別超聲清洗l〇min，然后將電極于鐵氰化鉀中掃描，直到得到可逆的循環(huán)伏安峰為 止。
[0008] (2 )rG0(還原氧化石墨烯)懸濁液的制備：
[0009] 取0.002g的rGO加2mL二甲基甲酰胺于10mL燒杯中，超聲分散2h，得到均勻分散的 rGO懸濁分散液，放入冰箱6 °C保存待用。
[0010] (3)分子印跡傳感器的構(gòu)建：
[0011] 取l〇yL的rGO溶液滴在處理好的玻碳電極表面，室溫下晾干。將瞭干后的電極置于 含SMM和含有多巴胺的磷酸鹽緩沖溶液中，以掃速0. lV/s、電位范圍為-0.2~0.8V循環(huán)掃描 一定圈數(shù)，得到分子印跡傳感器。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所述的分子印跡電化學(xué)傳感器的進(jìn)一步特征，所述步驟(3)中，磷酸鹽 緩沖溶液pH調(diào)節(jié)值為8.0。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所述的分子印跡電化學(xué)傳感器的進(jìn)一步特征，所述步驟(3)中，掃描圈 數(shù)為15圈。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所述的分子印跡電化學(xué)傳感器的進(jìn)一步特征，所述步驟(3)中，SMM與 多巴胺的摩爾比為1:8。
[0015] 本發(fā)明以磺胺間甲氧嘧啶(SMM)為模板分子，多巴胺為功能單體，采用循環(huán)伏安法 電聚合制備磺胺間甲氧嘧啶分子印跡傳感器，以氧化還原石墨烯(rGO)修飾以增強(qiáng)電化學(xué) 信號(hào)，提高了方法的檢出限。在pH值為8的磷酸鹽緩沖溶液中，以鐵氰化鉀為探針，以微分脈 沖伏安法為電化學(xué)激發(fā)信號(hào)，研究結(jié)果顯示峰電流差值與SMM濃度在20.0-1600.0 nM范圍內(nèi) 呈良好的線性關(guān)系，r = 0.9964,檢出限為Ι.ΟηΜ。該傳感器用于實(shí)際樣品檢測(cè)回收率達(dá)到 92.4~97.9%，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性都表現(xiàn)良好。
[0016] 本發(fā)明所述的用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器克服了已 有技術(shù)在檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶時(shí)存在方法過(guò)于繁瑣，步驟復(fù)雜等諸多缺點(diǎn)，更好地提 高了檢測(cè)的靈敏度和選擇性，對(duì)于痕量磺胺間甲氧嘧啶的檢測(cè)易于自動(dòng)化。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是不同修飾電極在K3[Fe(CN)6]溶液中的循環(huán)伏安曲線，圖中，a:裸電極;b:rG0 修飾電極;c :MIP修飾電極;d:洗脫模板后的MIP修飾電極。
[0018] 圖2a是MIP修飾電極的掃描電子顯微鏡圖，圖2b是洗脫后的MIP修飾電極的掃描電 子顯微鏡圖。
[0019] 圖3是本發(fā)明所述的傳感器標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例1:本發(fā)明所述的用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器 的構(gòu)建，其特征在于，所述分子印跡電化學(xué)傳感器是通過(guò)以下方法制備的：
[0021] (1)玻碳電極的預(yù)處理
[0022] 將玻碳電極依次用0.5μπι、0.05μπι的Al2〇3粉在麂皮上拋光，用超純水沖洗后在乙醇 和水中分別超聲清洗l〇min，然后將電極于鐵氰化鉀中掃描，直到得到可逆的循環(huán)伏安峰為 止。
[0023] (2)rG0(還原氧化石墨烯)懸濁液的制備
[0024]取0.002g的rGO加2mL二甲基甲酰胺于10mL燒杯中，超聲分散2h，得到均勻分散的 rGO懸濁分散液，放入冰箱6 °C保存待用。
[0025] (3)分子印跡傳感器的構(gòu)建
[0026] 取10此的rGO溶液滴在處理好的玻碳電極表面，室溫下晾干。將晾干后的電極置于 含SMM和含有多巴胺的磷酸鹽緩沖溶液中，以掃速0. lV/s、電位范圍為-0.2~0.8V循環(huán)掃描 一定圈數(shù)，得到分子印跡傳感器。
[0027]實(shí)施例2:本發(fā)明所述的用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器 的循環(huán)伏安表征
[0028] 由于膜中的印跡孔穴可作為電子傳遞的通道，運(yùn)用K3[Fe(CN)6]為探針，根據(jù)其電 流的大小表征各種電極的表面性質(zhì)。如圖1所不，不同電極在5mM的K3 [Fe (CN) 6 ]溶液中的循 環(huán)伏安圖差異顯著。曲線a是裸電極的循環(huán)伏安圖，氧化還原峰明顯。曲線b所示，當(dāng)在玻碳 電極表面修飾一層rGO復(fù)合物后，峰電流明顯增大，說(shuō)明rGO復(fù)合物的修飾能促進(jìn)電極表面 的電子傳遞，增大電流信號(hào)。曲線c所示，當(dāng)形成MIP膜后，氧化還原峰電流明顯下降，傳感器 的電子傳遞過(guò)程受到阻礙。如曲線d所示，當(dāng)模板分子磺胺間甲氧嘧啶被洗脫下來(lái)，電子傳 遞回復(fù)，信號(hào)恢復(fù)。
[0029] 實(shí)施例3:本發(fā)明所述的用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感的 掃描電鏡表征
[0030] 采用掃描電鏡，對(duì)不同修飾電極的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。如圖2a所示，在電極表面 修飾上分子印跡膜后電極表面光滑，說(shuō)明印跡效果良好;經(jīng)過(guò)洗脫后，模板分子被洗脫下 來(lái)，該分子印跡膜表面留下了許多孔穴，因此表面變得粗糙(參見(jiàn)圖2b)，所以進(jìn)行掃描時(shí)候 會(huì)出現(xiàn)電流響應(yīng)峰。
[0031] 實(shí)施例4:線性范圍與檢出限實(shí)驗(yàn)
[0032] 在優(yōu)化條件下制備分子印跡電化學(xué)傳感器，洗脫后置于不同濃度的SMM溶液中孵 化55min，再進(jìn)行差分脈沖伏安掃描，通過(guò)得到的峰電流差值ΔΙ，計(jì)算出峰電流與不同濃度 SMM溶液的關(guān)系。如圖3所示，在20~1600nmo 1 /L的范圍內(nèi)，峰電流差Δ I (μΑ)與SMM濃度 (nmol/L)呈線性關(guān)系，相關(guān)線性回歸方程為ΛI(xiàn) = 0.0124C+1.5958，相關(guān)系數(shù)r = 0.9964，檢 出限為 1 .〇nmol/L(S/N=3) 〇
[0033] 實(shí)施例5:重現(xiàn)性與穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
[0034] 在優(yōu)化條件下制備5支分子印跡電化學(xué)傳感器，用于濃度0.5ymol/L SMM溶液的檢 測(cè)，檢測(cè)誤差在1.8~6.5%之間，說(shuō)明該傳感器具有較好的重現(xiàn)性。
[0035] 取同一支電極，將電極洗脫保存置于冰箱5天后再重新測(cè)定相同濃度的SMM溶液， 其峰值下降為原來(lái)的93%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該電極穩(wěn)定性良好。
[0036] 實(shí)施例6:實(shí)際樣品測(cè)定
[0037] 取10mL湖水過(guò)濾離心10min后，用MIP/rGO/GCE電極測(cè)其加標(biāo)時(shí)磺胺間甲氧嘧啶的 含量，計(jì)算回收率，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知方法的回收率為92.4 % -97.9 %，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏 差為
[0038]表1: SMM加標(biāo)濃度的測(cè)定結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于檢測(cè)痕量磺胺間甲氧嘧啶的分子印跡電化學(xué)傳感器，其特征在于，所述分 子印跡電化學(xué)傳感器是通過(guò)以下方法制備的： (1) 玻碳電極的預(yù)處理： 將玻碳電極依次用0.5μπι、0.05μπι的Al2〇3粉在麂皮上拋光，用超純水沖洗后在乙醇和水 中分別超聲清洗lOmin，然后將電極于鐵氰化鉀中掃描，直到得到可逆的循環(huán)伏安峰為止； (2) rG0(還原氧化石墨烯)懸濁液的制備： 取0.002g的rGO加2mL二甲基甲酰胺于10mL燒杯中，超聲分散2h，得到均勻分散的rGO懸 濁分散液，放入冰箱6 °C保存待用； (3) 分子印跡傳感器的構(gòu)建： 取10yL的rGO溶液滴在處理好的玻碳電極表面，室溫下晾干；將晾干后的電極置于含 SMM和含有多巴胺的磷酸鹽緩沖溶液中，以掃速0. lV/s、電位范圍為-0.2~0.8V循環(huán)掃描一 定圈數(shù)，得到分子印跡傳感器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子印跡電化學(xué)傳感器，其特征在于:所述步驟(3)中，磷酸鹽 緩沖溶液pH調(diào)節(jié)值為8.0。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子印跡電化學(xué)傳感器，其特征在于:所述步驟(3)中，掃描圈 數(shù)為15圈。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子印跡電化學(xué)傳感器，其特征在于:所述步驟(3)中，SMM與 多巴胺的摩爾比為1:8。
【文檔編號(hào)】G01N27/48GK106018533SQ201610519303
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】汪洪武, 劉艷清, 韋壽蓮, 姚夙, 嚴(yán)子軍, 張吟芬
【申請(qǐng)人】肇慶學(xué)院