一种人血中抗生素含量的电化学检测方法技术

本发明专利技术公开了一种人血中抗生素含量的电化学检测方法，包括如下步骤：将未进行前处理的人血用电解质溶液稀释后作为检测溶液，所述检测溶液中抗生素的浓度为0.1～15ppm，以垂直有序介孔二氧化硅孔道‑胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对人血中的抗生素含量进行检测。本发明专利技术采用垂直有序介孔二氧化硅孔道‑胶束复合膜修饰的电极，通过疏水作用，生物样本中疏水、电中性的抗生素被萃取\富集到胶束微腔中，以抗生素的还原峰电位为检测信号，实现人血中抗生素的原位检测，检测灵敏度高、响应时间短、检测限低、抗干扰稳定性好，对临床评估抗生素疗效具有重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学传感领域，尤其涉及一种人血中抗生素含量的检测方法。
技术介绍
血液成分存在着多样性、复杂性，并且涉及到生物体的生理过程，因此血液中成分的准确、快速、低成本检测具有一定的难度。但由于其在生命科学以及人类生活中所呈现出来的重要作用，目前世界范围内生命科学家、分析学家、医学专家都在积极探索血液成分检测的高效途径。抗生素又称抗菌素，是由一些微生物合成的、能抑制或杀灭某些病原体的化学物质。抗生素对人类健康水平的提高和生命安全的保障起到了极其重要的作用，因此该类药物被广泛地应用于临床、兽药、农业等方面。现有抗生素的种类已达几千种，常按以下方式分类：β-内酰胺类、四环素类、氨基糖甙类、大环内脂类、氟喹诺酮类、氯霉素类等。然而随着人类对抗生素药物所引起的耐药性以及长时间摄入含有抗生素的动物源性食品对人体的危害问题的持续关注，抗生素药物滥用的问题已经引起了研究人员的浓厚兴趣，研究者们开始致力于开发分析测定方法来检测人血中抗生素的含量。目前，研究测定人血中抗生素的方法有微生物法、色谱分析法、分光光度法、化学发光分析法、免疫分析法、共振瑞利散射法等，这些方法都需要对人血样品进行复杂的前处理过程，如过滤、离心、萃取等，这些复杂的预处理过程使得测定结果极易受干扰。除此之外，耗时长、大型仪器昂贵、专门的仪器操作人员等特点，已难以满足当前分析要求和发展趋势，限制了这些方法在实际生活中的应用。电化学方法由于其操作简单，价格低廉、响应速度快、灵敏度高、选择性好和不受生物样品的混浊度干扰等优点，可以实现对人血中抗生素含量的快速、实时、在线监测。介孔二氧化硅是一类孔径在2～50nm、孔道取向垂直于基底的新型多孔材料，该类材料因其具有独特的孔径结构、大的比表面积和介孔孔容、超强的吸附能力等，在吸附、催化、污水处理、生物传感等领域表现出了诱人的应用前景。近年来，科研工作者们采用溶液生长法(Angew.Chem.Int.Ed.,2012,51,2173-2177)和电化学辅助自组装法(Nat.Mater.,2007,6,602-608)等方法，诱导了表面活性剂模板分子自助装和有机硅烷分子水解/缩聚的协同反应，在固体表面(金、铂、玻碳、导电玻璃、石墨电极、丝网印刷电极等)制备了孔径为2～3nm且垂直有序的介孔二氧化硅孔道和胶束的复合膜，简称为孔道-胶束复合物膜。孔道取向垂直于基底的二氧化硅，使得溶液中的分析物能够进入孔道并在电极表面发生有效的电子转移，为电化学分析提供了可能。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜的电化学检测人血中抗生素含量的方法，该方法检测灵敏度高，抗生物污染的能力强，检测限低的不需要复杂的预处理过程。本专利技术所提供的人血中抗生素的电化学检测方法的具体步骤如下：将未进行前处理(过滤、提纯等操作)的人血用电解质溶液稀释后作为检测溶液，以垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对人血中的抗生素含量进行检测。本专利技术采用电化学方法，以垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的电极为工作电极，铂丝电极和银/氯化银分别为对电极和参比电极，对人血中抗生素进行快速电化学检测。作为优选，所述电解质溶液为氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、硫酸钠水溶液、硝酸钠水溶液、硝酸钾水溶液、磷酸缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液或tris-盐酸缓冲溶液中的一种；进一步优选氯化钠水溶液。所述电解质溶液浓度为0.02～0.5mol/L，进一步优选为0.1～0.2mol/L；所述电解质溶液的pH值为6～8，进一步优选为6～7。作为优选，人血样品用电解质溶液稀释，稀释倍数为1～100倍，进一步优选为10倍。作为优选，所述工作电极为垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的如下电极：氧化铟锡(ITO)电极、氟掺杂氧化锡电极、金电极、铂电极、玻碳电极、石墨电极或丝网印刷电极中的一种，进一步优选为ITO电极。作为优选，所述工作电极为垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的ITO电极。作为优选，所述工作电极为垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的电极。所述工作电极可采用现有的制备方法，如溶液生长法或电化学辅助自组装法，进一步优选为溶液生长法。作为优选，所述胶束为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或双子表面活性剂中的一种组成，进一步优选为CTAB。作为进一步优选，所述工作电极为垂直有序介孔二氧化硅孔道-十六烷基三甲基溴化铵胶束复合膜修饰的ITO电极。垂直有序介孔二氧化硅阵列的孔径为2～3nm。对所述工作电极进行分析，从上至下分别垂直介孔二氧化硅孔道-胶束复合物膜层、ITO层和玻璃层所述工作电极中垂直有序介孔二氧化硅孔道-十六烷基三甲基溴化铵胶束复合膜的厚度为110～115nm。如图7所示，本专利技术以垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的电极为工作电极，脂溶性抗生素可以通过疏水作用被萃取/富集到由胶束组成的疏水空腔中，以脂溶性抗生素还原峰电流为检测信号。此外，这种修饰电极由于垂直介孔二氧化硅(孔径2～3nm)存在，可以防止血液中蛋白、血细胞等大尺寸物质对电极表面的污染。因此，该电极可以实现人血中(蛋白、血细胞存在下)的复杂背景下抗生素含量的测定。胶束由十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等的表面活性剂自组装而成，带电的极性基团朝外，与介孔硅孔道上的硅羟基静电作用，而非极性的长烷链则通过疏水作用堆积，在介孔硅内部形成了一个疏水空腔。通过疏水作用，水溶液中的脂溶性分析物能够被萃取/富集到有胶束组成的疏水空腔中，并在胶束/电极界面上发生电化学氧化还原反应。本专利技术构建的传感器，不需要复杂的预处理过程，灵敏度高，检测限低，响应快，操作简单，在药物检测领域具有较大的应用潜力。作为优选，所述电化学检测方法为循环伏安法、差示脉冲伏安法、方波伏安法、方波溶出伏安法、线性扫描溶出伏安法中的一种，进一步优选为差示脉冲伏安法。作为进一步优选，检测得到电流密度后，可通过如下公式直接得到待检测体系中抗生素的含量： x = - k 1 y - b 1 y ≥ - 4.22 μAcm - 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人血中抗生素含量的电化学检测方法，其特征在于，包括如下步骤：将未进行前处理的人血用电解质溶液稀释后作为检测溶液，所述检测溶液中抗生素的浓度为0.1～15ppm，以垂直有序介孔二氧化硅孔道‑胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对人血中的抗生素含量进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种人血中抗生素含量的电化学检测方法，其特征在于，包括如下步骤：将未进行前处理的人血用电解质溶液稀释后作为检测溶液，所述检测溶液中抗生素的浓度为0.1～15ppm，以垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜修饰的电极为工作电极，采用电化学方法，对人血中的抗生素含量进行检测。2.根据权利要求1所述的人血中抗生素含量的电化学检测方法，其特征在于，所述胶束为十六烷基三甲基溴化铵或双子表面活性剂中的一种组成。3.根据权利要求2所述的人血中抗生素含量的电化学检测方法，其特征在于，所述胶束为十六烷基三甲基溴化铵，其中垂直有序介孔二氧化硅阵列的孔径为2～3nm；所述工作电极中垂直有序介孔二氧化硅孔道-胶束复合膜的厚度为110～115nm。4.根据权利要求1所述的人血中抗生素含量的电化学检测方法，其特征在于，所述抗生素为氯霉素或呋喃妥因中的一种。5.根据权利要求1所述的人血中抗生素含量的电化学检测方法，其特征在于，所述电解质溶液为氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、硫酸钠水溶液、硝酸钠水溶液、硝酸钾水溶液、磷酸缓冲液、醋酸-醋酸钠缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏彬，孙琴琴，晏菲，姚丽娜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33