一种孔雀石绿选择性电极及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种孔雀石绿选择性电极及其制备方法，该电极由含有电活性物质和限进介质－分子印迹聚合物二维功能材料（ＲＡＭ－ＭＩＰｓ）的敏感膜、内充液、内参比电极、电极杆、环氧树脂组合构成。本发明专利技术引入的ＲＡＭ－ＭＩＰｓ二维功能材料，具有降低膜内离子扩散系数和提高电极选择性等优点，并同时对内充液进行了优化，有效抑制了跨膜离子通量，降低电极的检测限至１０－９ｍｏｌ／Ｌ数量级。以本发明专利技术中提出的孔雀石绿选择性电极为指示电极，采用电位分析方法，可以高灵敏度、高选择性地检测孔雀石绿，检测速度较快，所需设备简单，分析成本低廉，可实现孔雀石绿的现场检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电分析化学、高分子材料学、化学传感器
，具体涉及一种基于 限进介质-分子印迹聚合物二维功能材料的孔雀石绿选择性电极及其制备方法。
技术介绍
孔雀石绿(Malachite Green，MG)，是一种带有金属光泽的绿色结晶体，属于三苯 基甲烷类工业染料，可用做杀虫剂和杀菌剂，以杀灭鱼体外寄生虫和卵中的霉菌，控制细 菌、绦虫、线虫和吸虫等的感染。但MG为脂溶性化合物，在鱼体内和环境中残留时间长，有 致突变、致畸和致癌的危险性，严重威胁人类健康，故美国、欧盟、加拿大以及我国等许多国 家和地区均禁止将其作为人类食用鱼的兽药使用。然而，MG作为水产养殖业的兽药既高效 又价廉，常有非法使用的现象，因此实现对MG的准确、灵敏、快速检测非常重要。目前检测MG的方法主要有分光光度法、酶联免疫法和色谱法等。分光光度法重现 性和精密度差，检出限高，应用较少；酶联免疫法具有快速、准确和无污染等优点，但易出现 假阳性结果；色谱法包括液相色谱法与气相色谱法，特别是高效液相色谱-串联质谱和气 相色谱-串联质谱方法，可高效分离、高灵敏度检测MG，其缺点是样品前处理复杂，对仪器 配置和人员素质要求较高，检测费用昂贵，检测时间长，不适合现场检测等。与上述方法相比，电化学分析法以其简便、快捷、价廉、准确而别具优势。基于离 子选择性电极的电位分析法测定孔雀石绿，已有前人报道(分析试验室，1994，13 ) 53； Electroanalysis, 2001,13(4) :107)，此方法所需设备简单，便于现场检测；分析速度较 快；一般不需进行化学分离，操作简单迅速；有较高的选择性。其主要缺点在于灵敏度较 低，检测限约相当于0. lmg/kg，不能用于极低浓度样品的分析，难以达到分析要求，应用范 围大大受限。限进介质(Restricted Access Matrix, RAM)是一种新型固相萃取吸附剂，兼 具针对大分子的体积排阻功能和针对小分子分析物的萃取吸附功能等优点。分子印迹 技术模拟自然界中酶-底物及受体-抗体作用，合成具有预选择性的分子印迹聚合物 (Molecularlmprinting Polymers, MIPs)，该聚合物亲和性与选择性好、抗恶劣环境能力 强、稳定性好、使用寿命长和应用范围广。之前已有制备限进介质-分子印迹聚合物二维功 能材料(RAM-MIPs)的报道(Anal. Chem.，2000，72 (21) :5206 ；Anal. Chem.，2001，73 (11) 2437 ;J. Chromatogr. B,2004，801 (2) :297 ；Analyst,2003，128(6) :593 ；Eur.Polym. J.， 2009,45(6) :1634 ;J. Chromatogr. A, 2009,1216(25) :4957)，利用 RAM对大分子物质基体的 去除性能和MPs对分析物的特异萃取性能，实现多维固相萃取，既可消除基体干扰，又可 减少其他物质对分析物测定的影响。目前尚未见到基于RAM-MIPs的选择性电极的相关报 道及其应用。针对上述几种测定MG方法各自的不足，本专利技术提出了一种基于RAM-MIPs的孔雀 石绿选择性电极的制备方法，基于该选择性电极，采用电位分析法，可以高灵敏度、高选择 性地检测样品中的孔雀石绿。传统的孔雀石绿选择性电极灵敏度较低的原因为当样品浓度极低时(一般< 10_6mol/L)，形成孔雀石绿从聚氯乙烯(PVC)敏感膜向待测样品溶液中 扩散的离子通量，导致敏感膜表面的待测离子浓度高于本体浓度，因而无法进一步降低检 测限。本专利技术提出的孔雀石绿选择性电极具有如下特点①RAM-MIPs内部含有限进介质 的磺酸基阳离子交换基团，可与酸性孔雀石绿阳离子产生静电引力作用，限制孔雀石绿在 膜中的扩散迁移行为，降低膜内离子扩散系数；②RAM-MIPs内部含有分子印迹的特异性结 合位点，可高效绑定孔雀石绿，抑制其扩散离子通量；③内充液中加入可与孔雀石绿络合的 Zn2+，降低了其游离浓度，抑制孔雀石绿跨膜离子通量；④RAM-MII^ 二维功能材料中，RAM可 排除基体干扰，MPs对模板分子可特异性识别，故选择性较高，常见干扰物质对电位测量均 无影响。因此，本专利技术的孔雀石绿选择性电极灵敏度较高，检测限降低至10_9mOl/L数量级， 约相当于0. 001mg/L (mg/kg)；线性范围较宽，为1 X 10_8 1 X lO^mol/L ；检测速度较快；所 需设备简单，便于现场检测。上述基于RAM-MII^ 二维功能材料的孔雀石绿选择性电极的制 备方法在其他文献或专利中均未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题是克服上述现有检测样品中孔雀石绿含量的几 种方法之不足，包括重现性和精密度差，检出限高，易出现假阳性结果，样品前处理复杂， 需要专业的操作人员，仪器价格昂贵，分析成本高昂，检测时间长，不适宜于现场检测等，提 供一种基于限进介质-分子印迹聚合物(RAM-MIPs) 二维功能材料的孔雀石绿选择性电极， 其具有高灵敏度和高选择性，检测速度较快，精密度和准确度较高，所使用仪器简单，分析 成本低廉。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供相关的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术解决首要技术问题而所提出的技术方案是一种孔 雀石绿选择性电极，其特征在于该电极包括含有电活性物质和RAM-MIPs的敏感膜、内充 液、内参比电极、电极杆和环氧树脂；将含有电活性物质和RAM-MIPs的敏感膜粘在电极杆 下端并密封，电极杆内加入有内充液，内参比电极插入电极杆并浸没于内充液中，用环氧树 脂固定内参比电极并将电极杆上端部封口 ；新制备的电极置于10_6 10_8mol/L的盐酸孔 雀石绿溶液中活化。所述的内参比电极为Pt电极或Ag/AgCl电极。所述的内充液为含10_3 10_6mOl/L的盐酸孔雀石绿、10—1 10_3mOl/L的NaCl 和10-1 10_3mOl/L的ZnCl2的混合溶液。所述含有电活性物质和RAM-MII^的敏感膜是通过以下方法获得①将聚苯乙烯种粒水溶液与邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、十二烷基磺酸钠和蒸馏水 超声混合，室温搅拌10 20h，转速为100 150rpm，直至油微滴完全消失；加入偶氮二 异庚腈、甲苯、蒸馏水与40Z0 5%聚乙烯醇水溶液后，以100 150rpm转速室温搅拌2 4h;再加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、功能单体、蒸馏水和4% 5%聚乙烯醇水溶液，继续以 100 150rpm转速室温搅拌2 4h ；再加入模板分子孔雀石绿，50 60°C氩气保护下以 50 IOOrpm转速搅拌4 他；最后，再加入甲基丙烯酸甘油酯和二甲基丙烯酸甘油酯、过 硫酸钾，60 70°C恒温以100 150rpm转速搅拌15 30h，即得聚合物微粒的悬浮液；其 中，模板分子孔雀石绿为Immol时，聚苯乙烯种粒水溶液(0. 1 0. 5g/mL)的体积为0. 05 lmL，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的体积为0. 1 0. 4mL，十二烷基磺酸钠的质量为0. 005 0. 02g,偶氮二异庚腈的质量为0. 1 0. 2g，乙二醇二甲基丙烯酸酯的体积为2 8mL，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种孔雀石绿选择性电极，其特征在于：该电极包括含有电活性物质和限进介质－分子印迹聚合物二维功能材料的敏感膜（１）、内充液（２）、内参比电极（３）、电极杆（４）和环氧树脂（５）；将含有电活性物质和限进介质－分子印迹聚合物二维功能材料的敏感膜（１）粘在电极杆（４）下端并密封，电极杆（４）内加入有内充液（２），内参比电极（３）插入电极杆（４）并浸没于内充液（２）中，用环氧树脂（５）固定内参比电极（３）并将电极杆（４）上端部封口；新制备的电极置于１０－６～１０－８ｍｏｌ／Ｌ的盐酸孔雀石绿溶液中活化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭智勇，盖盼盼，张会娜，段静，王邃，魏丹毅，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]