一种基于分子印迹传感器的呋喃西林检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分子印迹膜的电化学传感器并将其用于呋喃西林的检测。所述方法将分子印迹膜修饰电极作为工作电极，铂片电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成三电极体系，用于对呋喃西林的高选择性快速检测。所述分子印迹膜修饰电极制备步骤为：（1）采用Hummers改进法制得氧化石墨烯；（2）通过电沉积法制得金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极；（3）以呋喃西林为模板分子，通过电聚合法制得分子印迹膜，即为检测呋喃西林的传感器。本发明专利技术提供了一种基于分子印迹膜的电化学传感器高选择性地检测呋喃西林的方法。高选择性地检测呋喃西林的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分子印迹传感器的呋喃西林检测方法


[0001]本专利技术涉及一种基于分子印迹膜的电化学传感器用于食品中呋喃西林的检测方法，属于电化学分析检测的


技术介绍

[0002]呋喃西林，5
‑
硝基
‑2‑
呋喃甲醛缩氨基脲。是一种人工合成的抗菌药，曾因优异的抗菌效果和成本优势而被广泛应用于畜牧业和水产养殖业。但研究发现，呋喃西林及其代谢物在动物源性食品中的残留可以经食物链传递给人类，长期摄入会引起各种疾病，对人体有致癌、致畸等副作用。我国农业部已禁止对人和动物使用呋喃西林。然而，由于其抗菌效率高、成本低，仍有不法分子使用。因此，对食品中呋喃西林药物残留进行高选择性检测具有十分重要的意义。
[0003]目前，常用于检测呋喃西林的方法主要包括：气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法等，但以上方法均具有操作复杂、成本高且污染环境等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决现有分析方法检测呋喃西林存在的问题，将分子印迹材料的高选择和电化学传感器灵敏度高、操作简单快捷的优点相结合，提供了一种基于分子印迹膜的电化学传感器用于检测呋喃西林的方法。
[0005]相比于现有的检测方法，电化学分析方法具有选择性好、灵敏度高、耗时少、操作简单、响应迅速等优点。
[0006]本专利技术的技术方案是：本专利技术引入石墨烯和金纳米粒子为电极的增敏纳米材料，两者可有效增大电极的比表面积而提高识别位点的数量，然后将修饰好的电极置于呋喃西林和功能单体的聚合液中通过电聚合的方法在电极上制备分子印迹膜。之后通过化学溶液洗脱呋喃西林后，制备出分子印迹电化学传感器。将该传感器置于呋喃西林溶液中吸附，利用分子印迹膜的高选择性能增强传感器的识别能力。
[0007]所述分子印迹膜修饰电极制备方法的具体步骤如下：（1）玻碳电极预处理：用0.50、0.05 μm的氧化铝粉末将玻碳电极在麂皮上抛光至镜面，而后依次用去离子水和乙醇分别超声清洗1 min，每次超声后用去离子水淋洗干净，得到预处理的玻碳电极；（2）以石墨粉为原材料，采用Hummers改进法制备氧化石墨烯；（3）将0.2 g氧化石墨烯超声分散于20 mL pH=8的PBS缓冲液中，得到氧化石墨烯的悬浮液；将步骤（1）中预处理过的玻碳电极置于上述氧化石墨烯的分散液中，以铂片电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，利用循环伏安法，以扫速50 mV/s，电压范围为
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1.4 V
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0 V，扫描5
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25圈，得到还原氧化石墨烯修饰电极；（4）将还原氧化石墨烯修饰电极置于5 mmol/L的HAuCl4溶液中，利用恒电流法在
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1.0 mV下沉积300 s
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700 s将金纳米粒子沉积至电极上得到金纳米粒子/还原氧化石墨烯
修饰电极；（5）以醋酸缓冲液为溶剂，呋喃西林作为目标分子、邻苯二胺作为功能单体，得到聚合溶液；将金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极置于上述聚合溶液中，以铂片电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，利用循环伏安法将分子印迹膜电聚合于电极上，之后取出淋洗干净待用。
[0008]（6）将（5）得到的修饰电极在配置好的甲醇、乙酸混合液中洗脱15
‑
30 min，制得分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极，即为检测呋喃西林的传感器。
[0009]进一步的，所述步骤（5）中呋喃西林与邻苯二胺的摩尔比例为：1:6；所述步骤（5）中循环伏安法参数为：扫描电压范围为：0 V
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0.8 V，扫描速率50 mV/s，扫描圈数15圈；所述步骤（6）中洗脱条件为：V
甲醇
: V
乙酸
=8:2。
[0010]本专利技术基于分子印迹膜的电化学传感器用于食品中呋喃西林的检测方法如下：a.采用去离子水配制不同浓度的呋喃西林水溶液；b.将上诉分子印迹膜修饰电极置于呋喃西林水溶液中吸附20 min；c.采用上述吸附后的电极作为工作电极，铂片电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极构成三电极体系，将该体系置于2.5 mmol/L铁氰化钾溶液中；d.采用[Fe(CN)6]3‑
/4
‑
作为氧化还原探针，利用差分脉冲伏安法，得到吸附不同浓度呋喃西林后对应的电流值，以峰电流差值为纵坐标，浓度为横坐标作标准曲线；e.将分子印迹膜修饰电极置于未知浓度的呋喃西林水溶液中进行吸附，然后构成三电极体系置于铁氰化钾溶液中检测得到其对应电流值，根据标准曲线得出呋喃西林的浓度。
[0011]进一步的，所述差分脉冲伏安法的电化学参数为：扫描电位范围为：
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0.2 V
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0.6 V，扫描速率为100 mV/s。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是，本专利技术通过电聚合形成分子印迹膜在石墨烯、金纳米粒子修饰电极表面制备传感器，由于石墨烯和金纳米粒子的信号放大作用和分子印迹膜的高选择性，提供了一种分子印迹电化学传感器高选择性检测有害物质呋喃西林的方法。本专利技术制备的传感器用于检测呋喃西林，相对于其他方法检测呋喃西林，设备简单、操作便捷、选择性好、灵敏度高。
[0013]附图说明
[0014]图1为分子印迹膜修饰电极制备流程图；图2为不同修饰电极循环伏安图，（a）裸玻碳电极，（b）还原氧化石墨烯修饰电极，（c）金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极，（d）分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极（洗脱前），（e）分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极（洗脱后），（f）分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极（吸附后）；图3为不同修饰电极差分脉冲伏安图，（a）裸玻碳电极，（b）还原氧化石墨烯修饰电极，（c）金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极，（d）分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极（洗脱前），（e）分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极（洗脱后），（f）分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极（吸附后）；
图4为传感器对呋喃西林的检测性能图；图5为传感器的响应信号对呋喃西林浓度的标准曲线。
[0015]具体实施方式
[0016]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例有助于本领域的技术人员详细理解本专利技术，但决不限制本专利技术的保护范围。
[0017]实施例1基于金纳米粒子/还原氧化石墨烯的分子印迹传感器的制备，制备步骤如图1所示。
[0018]（1）玻碳电极预处理：用0.50、0.05 μm的氧化铝粉末将玻碳电极在麂皮上抛光至镜面，而后依次用去离子水和乙醇分别超声清洗1min，每次超声后用去离子水淋洗干净，得到预处理的玻碳电极；（2）以石墨粉为原材料，采用Hummers改进法制备氧化石墨烯；（3）将0.2 g氧化石墨烯超声分散于20 mL pH=8的PBS缓冲液中，得到氧化石墨烯的悬浮液；将步骤（1）中预处理过的玻碳电极置于上述氧化石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分子印迹传感器的呋喃西林检测方法，其特征在于，所述方法将分子印迹膜修饰电极为工作电极，铂片电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成三电极体系，用于对呋喃西林的高选择性快速检测。2.如权利要求1所述基于分子印迹传感器的呋喃西林检测方法，其特征在于，所述分子印迹传感器的构建方法具体如下：（1）玻碳电极预处理：用0.50、0.05 μm的氧化铝粉末将玻碳电极在麂皮上抛光至镜面，而后依次用去离子水和乙醇分别超声清洗1 min，每次超声后用去离子水淋洗干净，得到预处理的玻碳电极；（2）以石墨粉为原材料，采用Hummers改进法制备氧化石墨烯；（3）将0.2 g氧化石墨烯超声分散于20 mL pH=8的PBS缓冲液中，得到氧化石墨烯的悬浮液；将步骤（1）中预处理过的玻碳电极置于上述氧化石墨烯的分散液中，以铂片电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，利用循环伏安法，以扫速50 mV/s，电压范围为
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1.4 V
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0 V，扫描5
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25圈，得到还原氧化石墨烯修饰电极；（4）将还原氧化石墨烯修饰电极置于5.0 mmol/L的HAuCl4溶液中，利用恒电流法在
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1.0 mV下沉积300 s
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700 s将金纳米粒子沉积至电极上得到金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极；（5）以醋酸缓冲液为溶剂，呋喃西林作为目标分子、邻苯二胺作为功能单体，得到聚合溶液；将金纳米粒子/还原氧化石墨烯修饰电极置于上述聚合溶液中，利用循环伏安法将分子印迹膜电聚合于电极上，之后取出淋洗干净待用；（6）将（5）得到的修饰电极在配置好的甲醇、乙酸混合液中洗脱15
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30 min，制得分子印迹膜/金纳米粒子/还原氧化石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彬彬，盛兴欣，钟明，谢豪，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：