一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用技术

技术编号:15327025 阅读:28 留言:0更新日期:2017-05-16 11:07
本发明专利技术公开了一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器,包括工作电极、参比电极和对电极;工作电极为玻碳电极,首先采用单分散的SiO

Rapid detection of a trace of cyromazine Imprinted Electrochemical sensor and preparation method and application thereof

The invention discloses a trace Molecular Imprinted Electrochemical sensor for rapid detection of cyromazine, including working electrode, reference electrode and the electrode; glassy carbon electrode as working electrode, using monodisperse SiO

【技术实现步骤摘要】
一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用
本专利技术涉及痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用。
技术介绍
灭蝇胺(CYR)是一种三嗪类含氮杂环有机化合物,化学名为N-环丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6三胺,是强内吸性昆虫生长调节剂。灭蝇胺作为农药已在许多国家取得登记,在我国主要用于防治黄瓜、菜豆、韭菜等蔬菜上的美洲斑潜蝇和潜叶蝇,同时也用于防治食用菌栽培上的菇蚊和菇蝇。为了保证食用安全,许多国家和地区及国际组织已制定其在农产品中的残留限量。如灭蝇胺在残留限量为:中国和日本0.2mg/kg,欧盟1mg/kg。建立检测灭蝇胺的方法,可用于分析蔬菜中灭蝇胺的残留。基于此我们需要一套效率高、选择性强的灭蝇胺的检测方法,其可为合理使用灭蝇胺提供重要的信息依据。二氧化钛(TiO2)是一种被广泛研究的半导体材料,它具有稳定的化学结构、良好的生物相容性及光学、电学、催化等性质。二氧化硅(SiO2)具有很好的网络结构,不易聚集,在中性或较高盐条件下也有较好的稳定性,且SiO2能有效地降低TiO2表面的接触角,提高超亲水表面的稳定性,同时,TiO2经SiO2改性后(SiO2@TiO2),比表面积极大增加,从而使其催化效率极大增强。单分散SiO2@TiO2纳米球因其具有低密度、高比表面积、高表面活性和表面渗透性等优点,越来越引起人们极大地研究兴趣,在药物输送载体、化学传感器以及催化和吸附等领域具有极为广阔的应用前景。目前,有报道采用气相色谱-质谱、液相色谱或液相色谱-串联质谱检测灭蝇胺。灭蝇胺为极性化合物,需衍生后才能气化,采用气相色谱-质谱检测过程较为烦琐。液相色谱紫外法测定灭蝇胺,基质复杂易有较大干扰,且液相色谱法不能作为确证方法。反相液相色谱-串联质谱测定灭蝇胺,因保留时间较短,需要样品中添加腐蚀性强的三氯乙酸以延长其保留时间。分子印迹技术是制备对特定目标分子具有特异性识别能力的高分子聚合物的技术。分子印迹技术及分子印迹聚合物,由于所制备的分子印迹聚合物具有构效预定性、特异识别性和广泛实用性三大特点,分子印迹技术及分子印迹聚合物已经在化合物分离与富集、仿生传感器、人工酶催化剂、抗体模拟酶、药物手性拆分、药物控制释放、药物筛选等诸多领域得到应用,并显示出诱人的应用前景。分子印迹技术也由此成为化学、材料学、传感器、生物学、药学、污染物分析等交叉学科和新兴研究领域,并成为目前国内外研究的热点之一。分子印迹聚合物具有使用广泛、制备简单、成本低廉、坚固耐用的特点,在分离、模拟抗体与受体、催化剂、仿生传感器等方面显示出了广泛的应用前景。有关蔬菜中灭蝇胺残留的分子印迹电化学传感器方法检测尚未见报道,故提供一种对灭蝇胺的检测有优异灵敏度和选择性的分子印迹电化学传感器方法检测是一个需要解决的问题。
技术实现思路
为克服现有技术中对灭蝇胺的检测需要借助昂贵仪器完成,且检测步骤复杂的缺陷,本专利技术提供了一种基于单分散SiO2@TiO2纳米球的痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器及其制备方法,该方法能有效减少复杂基体成分的干扰,获得满意的效果和检测灵敏度。对灭蝇胺的检出限为4.47×10-11mol/L,该方法简化了样品预处理过程,大大缩短了样品分析时间,操作简单、选择性强、灵敏度高、结果可信,方法性能可满足实际工作需要,有较强的实际应用价值。本专利技术的目的是这样实现的:一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器,包括工作电极、参比电极和对电极;其特征在于:工作电极为玻碳电极,首先采用单分散的SiO2@TiO2核壳型纳米球进行修饰,然后利用原位电化学聚合法和溶胶-凝胶法进一步制备表面分子印记膜用于灭蝇胺的专一性识别;所述的痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器的制备方法,包括以下步骤:步骤(1)、单分散SiO2微球的合成:通过改进的方法来制备直径约300nm的单分散SiO2MSs;将260mL乙醇、90mL水和36mL氨水的混合液加热到50℃,在剧烈搅拌下将18mL正硅酸乙酯(TEOS)快速加入其中;老化6h后,离心分离SiO2微球,然后用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次,60℃干燥过夜;步骤(2)、单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球的合成:称取0.5g步骤(1)制备好的SiO2微球分散在200mL乙醇中,超声30min,剧烈搅拌下加入1.0mL钛酸四丁酯(TBOT);室温下继续搅拌12h,离心获得SiO2@TiO2核壳型纳米球,用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤三次,60℃干燥过夜。步骤(3)、单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球的分散预处理:称取步骤(3)中制得的单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球粉末,加入二次水,超声2h得到质量浓度为2mg/mL的分散液,用于修饰玻碳电极;步骤(4)、玻碳电极的预处理:除杂工序可以按照本领域的常规方法进行或为了简化除杂工序的步骤,优选除杂工序的具体步骤为:分别用0.3μm和0.05μm的氧化铝抛光粉对玻碳电极进行打磨,经水冲洗后,再依次用体积比为1:1的硝酸溶液、乙醇溶液和二次水超声清洗1min;步骤(5)、分子印迹电化学传感器的制备:将步骤(3)中得到的单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球分散液滴涂到步骤(4)预处理过的玻碳电极表面,然后利用原位电化学聚合法和溶胶-凝胶法进一步制备表面分子印记膜用于灭蝇胺的专一性识别;对上述修饰电极进行了常规的电化学性能测试,结果良好;所述痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器可应用于测定蔬菜中灭蝇胺的浓度,灵敏度、准确度、精密度以及选择性均良好;所述的蔬菜样品包括黄瓜、蘑菇、韭菜、芹菜;所述的具体检测条件为:测定介质:pH6.5的PBS;检测电位:0.2V;微分脉冲条件:振幅为0.05V,脉冲周期为0.5s,脉冲宽度为0.05s;所述的具体检测方法为:滴涂3μLMIP(含有15mmol/L灭蝇胺的分子印迹聚合物)到玻碳电极表面,晾干后,在0.1mol/LPBS(pH=6.5)介质溶液中检测,采集微分脉冲伏安曲线;将5μL(2mg/mL)SiO2@TiO2分散液修饰到玻碳电极表面,烤干后再滴涂3μL未洗脱MIP(含有15mmol/L灭蝇胺的分子印迹聚合物),晾干后,在0.1mol/LPBS(pH=6.5)介质溶液中检测,采集微分脉冲伏安曲线;将5μL(2mg/mL)单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球分散液修饰到玻碳电极上,烤干后,再滴涂3μLMIP(含有15mmol/L灭蝇胺的分子印迹聚合物),晾干后,在无水乙醇中洗脱4次,每次10min,在0.1mol/LPBS(pH=6.5)介质溶液中检测,采集微分脉冲伏安曲线;将5μL(2mg/mL)单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球分散液用于玻碳电极的修饰,烤干后,再滴涂3μLNIP(不含灭蝇胺的分子印迹聚合物),晾干后,在0.1mol/LPBS(pH=6.5)介质溶液中检测,采集微分脉冲伏安曲线;将5μL(2mg/mL)单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球分散液修饰到玻碳电极表面,烤干后,再滴涂3μLMIP(含有15mmol/L灭蝇胺的分子印迹聚合物),晾干后,在无水乙醇中洗脱4次,每次10min,然后在15mmol/L的灭蝇胺溶液中重吸附12min,在0.1mol/LPB本文档来自技高网
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一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用

【技术保护点】
一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器,包括工作电极、参比电极和对电极;其特征在于:工作电极为玻碳电极,首先采用单分散的SiO

【技术特征摘要】
1.一种痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器,包括工作电极、参比电极和对电极;其特征在于:工作电极为玻碳电极,首先采用单分散的SiO2@TiO2核壳型纳米球进行修饰,然后利用原位电化学聚合法和溶胶-凝胶法进一步制备表面分子印记膜用于灭蝇胺的专一性识别。2.如权利要求1所述的痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤(1)、单分散SiO2微球的合成:所述的痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器的制备方法,包括以下步骤:步骤(1)、单分散SiO2微球的合成:通过改进的方法来制备直径约300nm的单分散SiO2MSs;将260mL乙醇、90mL水和36mL氨水的混合液加热到50℃,在剧烈搅拌下将18mL正硅酸乙酯(TEOS)快速加入其中;老化6h后,离心分离SiO2微球,然后用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次,60℃干燥过夜;步骤(2)、单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球的合成:称取0.5g步骤(1)制备好的SiO2微球分散在200mL乙醇中,超声30min,剧烈搅拌下加入1.0mL钛酸四丁酯(TBOT);室温下继续搅拌12h,离心获得SiO2@TiO2核壳型纳米球,用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤三次,60℃干燥过夜。步骤(3)、单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球的分散预处理:称取步骤(3)中制得的单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球粉末,加入二次水,超声2h得到质量浓度为2mg/mL的分散液,用于修饰玻碳电极;步骤(4)、玻碳电极的预处理:除杂工序可以按照本领域的常规方法进行或为了简化除杂工序的步骤,优选除杂工序的具体步骤为:分别用0.3μm和0.05μm的氧化铝抛光粉对玻碳电极进行打磨,经水冲洗后,再依次用体积比为1:1的硝酸溶液、乙醇溶液和二次水超声清洗1min;步骤(5)、分子印迹电化学传感器的制备:将步骤(3)中得到的单分散SiO2@TiO2核壳型纳米球分散液滴涂到步骤(4)预处理过的玻碳电极表面,然后利用原位电化学聚合法和溶胶-凝胶法进一步制备表面分子印记膜用于灭蝇胺的专一性识别;再进一步,对上述修饰电极进行了常规的电化学性能测试,结果良好。3.如权利要求1所述痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器的应用,其特征在于:应用于测定蔬菜中灭蝇胺的浓度,灵敏度、准确度、精密度以及选择性均良好;所述的蔬菜包括黄瓜、蘑菇、韭菜、芹菜。4.如权利要求3所述的痕量快速检测灭蝇胺的分子印迹电化学传感器的应用,其特征在于,具体检测条件为:测定介质:...

【专利技术属性】
技术研发人员:甘甜孙俊永刘彦明赵爱霞王志凯吕珍
申请(专利权)人:信阳师范学院
类型:发明
国别省市:河南,41

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