一种四环素类药物选择性电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种四环素类药物选择性电极及其制备方法，该电极由内含吸入有电活性物质的分子印迹整体柱的石英玻璃管、内充液、内参比电极、电极杆、环氧树脂组合构成。本发明专利技术通过采用增加敏感膜的厚度、使用多孔整体柱材料、高效绑定电活性物质中的四环素类药物于敏感膜中、优化内充液组成，降低电极检测限至10-9mol/L数量级；又因分子印迹整体柱对模板分子四环素类药物具有特异性识别作用，故选择性较高，常见干扰物质对电极的电位测量均无影响。以本发明专利技术中提出的四环素类药物选择性电极为指示电极，饱和甘汞电极或Pt电极为参比电极，采用电位分析方法，可高灵敏度、高选择性地检测四环素类药物，而且设备简单，分析成本低廉，可实现四环素类药物残留分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电分析化学、化学传感器
，具体涉及一种四环素类药物选择 性电极的制备方法。
技术介绍
四环素类药物(Tetracycline，TCs)是一类广谱抗菌药物，具有十二氢化并四苯 基结构，临床上主要用于治疗革兰氏阳性和阴性菌、支原体、衣原体、立克次体和螺旋体等 致病原引起的感染。TCs主要包括两大类，即天然四环素类包括四环素(TC)、土霉素(OTC)、 金霉素(CTC)、去甲金霉素(DMC)等，和半合成四环素类包括甲烯土霉素(MTC)、强力霉素 (DC)、二甲胺四环素(MNC)等，其中最常用的TCs为TC、0TC、CTC、DC。其以价格低、抗菌谱 广等优点，在养殖业被广泛用作饲料添加剂，以预防、控制和治疗动物疾病。长期摄入的TCs 在人体内逐渐蓄积，可引起急慢性中毒，最终导致多种器官的病变，故许多国家对TCs残留 实施严格的例行监控，我国规定动物源性食品中TCs的最大残留量为0. lmg/kg。目前检测TCs的常用方法有高效液相色谱法、毛细管电泳法、酶联免疫法、微生 物法等。①高效液相色谱法(HPLC)是应用最广泛的定量检测TCs的方法，具有高效分离及 高灵敏度检测的特性。该方法不足之处是样品前处理复杂、需要专业的操作人员、仪器价格 昂贵、分析成本高昂、分析速度慢、不适宜于现场检测。②毛细管电泳法(CE)具有分析速 度快、样品量少的特点，但仪器价格昂贵、需要专业的操作人员、稳定性和精密度有待提高。 ③酶联免疫法(ELISA)在快速筛查中应用最为广泛，灵敏度较高(约0. 001 0. 005mg/ kg)，适用于现场分析和工业化检测，目前已有检测TCs残留的试剂盒在售。主要不足之处 在于不适用于有色、混浊、粘稠液，易出现假阳性结果。④微生物法是广泛应用的初筛 TCs的方法，操作简单、成本低廉、适合大批样品分析、可反映生物效价，但灵敏度低(检出 限> :3mg/kg)、选择性差、存在交叉反应。基于离子选择性电极的电位分析法，具有众多优点所需设备简单，便于现场检 测；分析速度较快；能用于有色、混浊、粘稠液，一般不需进行化学分离，操作简单迅速； 有较高的选择性。主要缺点是检测限偏高(10_6 10_5mol/L)，不能用于极低浓度样品 分析，大大限制了其应用范围。采用离子选择性电极测定四环素类药物，已有前人报道 (Microchem. J.，1987，36 (1) 107，海峡医学，1994，4 (3) :23.)，但灵敏度均较低，检测限仅 约相当于0. 9 2. ang/kg，难以达到分析要求。分子印迹技术是结合了酶与底物作用的“锁与钥匙模型”、抗体形成学说以及 “专一性吸附理论”而发展起来的一项新型制备技术。该技术制备的分子印迹聚合物 (Molecular Imprinting Polymers, MPs)，具有亲和性与选择性好、抗恶劣环境能力强、 稳定性好、使用寿命长和应用范围广等优点，已广泛用于色谱分离、模拟酶催化、临床药物 分析、传感技术、膜分离和固相萃取等领域。整体柱通常是指通过反应试剂原位聚合而得 到的棒状整体聚合物，具有高通透性、多孔性和大的比表面积。将高选择性的分子印迹技 术与高通透性的整体柱分离技术相结合，制备四环素类药物分子印迹整体柱已有相关报道(Talanta 2009,79 :926 ；中国专利，申请号:200810052541. 3)，但均用作固相萃取材料或 液相色谱填料。Pretsch等基于整体柱制备了高灵敏度的金属离子选择性电极，检测限达 10"9mol/L(Anal. Chem. 2005,77 :3966)。目前尚未见基于分子印迹整体柱的选择性电极的制 备方法及其应用的相关报道。针对上述几种测定TCs方法各自的不足，本专利技术提出了一种基于分子印迹整体柱 的四环素类药物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 度地检测样品中的四环素类药物。传统的四环素类药物选择性电极的敏感膜为溶解有电活 性物质(四环素类药物-磷钨酸钠缔合物或四环素类药物-四苯硼钠缔合物)的聚氯乙烯 (PVC)膜，当样品浓度极低时(一般< 10-6mol/L)，出现四环素类药物从敏感膜向待测样品 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而无法进一步降低 检测限。本专利技术提出的四环素类药物选择性电极，采用如下三个技术手段抑制上述的扩散 离子通量①在直径为1 3mm的石英玻璃管中合成四环素类药物分子印迹整体柱，洗脱模 板分子四环素类药物后，将溶解有电活性物质的PVC溶液吸入该分子印迹整体柱，挥干溶 剂后形成敏感材料。因敏感膜的厚度实质性增加至传统敏感膜的10倍以上，且整体柱的多 孔结构限制了四环素类药物在膜中的扩散迁移行为，故大大降低了离子扩散系数；②洗脱 模板分子后的分子印迹整体柱内部含有四环素类药物的特异性结合位点，可高效绑定电活 性物质中的四环素类药物；③内充液中加入可与四环素类药物络合的Ca2+，降低了其游离 浓度，有效抑制四环素类药物与内充液中亲水性对离子的共传输造成的跨膜离子通量。故 将四环素类药物选择性电极的检测限降低至10_9mol/L数量级，低于0. 005mg/L(mg/kg)，灵 敏度较高；由于分子印迹整体柱对模板分子的特异性识别，故选择性较高，常见干扰物质对 电位测量均无影响；线性范围较宽，为1 X ΙΟ"8 1 X 10-3mol/L ；可直接检测有色溶液；检测 速度较快，低浓度样品可于2小时内完成；所需设备简单，便于现场检测。上述基于分子印 迹整体柱的四环素类药物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四环素类药物含量 的几种方法之不足，包括样品前处理复杂，需要专业的操作人员，仪器价格昂贵，分析成本 高昂，分析速度慢，检测时间长，不适宜于现场检测，稳定性和精密度不佳，对样品本身要求 较高，不适用于有色、混浊、粘稠液，易出现假阳性，结果灵敏度较低(检出限> :3mg/kg)，特 异性不强等，提供一种基于分子印迹整体柱的四环素类药物选择性电极，其灵敏度高、选择 性高，可直接检测有颜色溶液，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，本专利技术为解决首要技术问题而所提出的技术方案是一种基于分子印迹整体柱的四环素类药物选择性电极，其特征在于该电极包括 内含吸入有电活性物质的分子印迹整体柱的石英玻璃管、内充液、内参比电极、电极杆、环 氧树脂；将内含吸入有电活性物质的分子印迹整体柱的石英玻璃管的外壁中段粘在电极杆 下端，并密封粘接处，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密封电极杆上端；新制备的电极置于10_6 10_8mol/L盐酸四环素类药物溶液中活化。所述的四环素类药物包括四环素(Tc)、土霉素(OTC)、金霉素(CTC)或强力霉素 (DC)。所述的内参比电极为Pt电极或Ag/AgCl电极。所述的内含吸入有电活性物质的分子印迹整体柱的石英玻璃管是通过以下方法 制备的①将模板分子四环素类药物、功本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种四环素类药物选择性电极，其特征在于：该电极包括内含吸入有电活性物质的分子印迹整体柱的石英玻璃管（１）、内充液（２）、内参比电极（３）、电极杆（４）和环氧树脂（５）；将内含吸入有电活性物质的分子印迹整体柱的石英玻璃管（１）的外壁中段粘在电极杆（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；制备的电极置于１０－６～１０－８ｍｏｌ／Ｌ的盐酸四环素类药物溶液中活化。

【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