基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极及其电化学传感器的制备、应用和测试方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极及其电化学传感器的制备、应用和测试方法，先在电极的表面沉积金纳米颗粒作为基底；采用原位电聚合法在电极表面制备膜厚可控的电聚合膜，得到具有识别位点和空穴的戊唑醇分子印迹膜电极，电极为金电极或玻碳电极，方法步骤为（1）电极预处理、（2）沉积金纳米颗粒、（3）分子印迹膜的制备、（4）分子模板移除；电化学传感器应用于选择性测定果蔬样品中的戊唑醇。测试包括步骤如下：（a）萃取目标分子、（b）电化学测试，本发明专利技术通过在金电极或者玻碳电极的表面沉积金纳米颗粒作为基底，并形成特异的分子印迹膜，大大提高了测定果蔬样品中的戊唑醇的检测特异性、灵敏度和响应。

Tebuconazole imprinted electrode nano Jin Zengmin and electrochemical sensor preparation, application and test method based on

The invention discloses a tebuconazole imprinted electrode nano Jin Zengmin and electrochemical sensor based on the preparation, application and test method, first as a substrate electrode deposited on the surface of gold nanoparticles; in situ electropolymerization electropolymerized films prepared on the surface of the electrode legitimate controllable film thickness, by molecularly imprinted membrane electrode with tebuconazole the recognition sites and holes, the electrode is a gold electrode or glassy carbon electrode method comprises the following steps (1) pretreatment, electrode (2) deposition of gold nanoparticles, (3) molecular imprinted membrane preparation, (4) molecular template removal; electrochemical sensor applications for selective determination of Tebuconazole in fruit and vegetable samples. The test includes the following steps: (a) extraction of target molecules (b), electrochemical test, the deposition on the surface of gold electrode or glassy carbon electrode of gold nanoparticles as the substrate, and the formation of molecularly imprinted membrane specific, greatly improving the determination of Tebuconazole in fruit and vegetable samples detection specificity, sensitivity and response.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分子印迹膜和电化学检测
，具体为基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极及其电化学传感器的制备、应用于选择性测定果蔬样品中的戊唑醇及其测试方法。
技术介绍
戊唑醇属于三唑类杀菌剂，是硫醇脱甲基抑制剂，可以用于重要经济作物的种子处理或叶面喷洒，能够有效的防治禾谷类作物的多种锈病、白粉病、网斑病、根腐病、赤霉病、黑穗病及种传轮斑病、茶树茶饼病，香蕉叶斑病等。然而，随着戊唑醇的广泛使用，相关农产品中的农药残留问题也引起了广泛的关注，而高效、可靠的农药残留检测技术则为支撑农产品质量安全起到重要的作用。目前，戊唑醇残留的检测方法主要以色谱和色谱-质谱联用法为主，具有高灵敏度、高准确度的优势，尤其是色谱-质谱联用法是实现其定性定量分析的极佳选择。然而这些分析方法局限性在于：所需的分析仪器一般放置在远离现场的标准分析实验室内，且仪器价格昂贵，操作复杂，需要受过培训的操作人员；样品前处理耗费时间长，难以满足农产品中农药残留现场快速检测的需求。因此，亟需发展便捷、价格低廉和易携带的农药残留快速检测方法。与传统分析方法相比，传感器技术具有样品前处理简便、分析成本低、响应时间短、适合现场检测等优点，为农药残留的快速检测提供了一种新的分析手段，在食品安全领域具有十分广阔的应用前景。传感器的选择性决定了其定性分析的准确度，是影响其实际应用的重要指标。分子印迹技术以高选择性优势于近年备受关注，在电极表面固载分子印迹聚合物形成分子印迹膜电极可以极大的提高传感器的特异性识别能力，而如何将分子印迹膜材料引入电极表面是影响传感器灵敏度、稳定性和重现性的关键。目前常用的方法有涂敷法、自组装法和原位电聚合法，各有优势。原位电聚合法采用电化学方法将预聚合溶液中的功能单体和模板分子原位聚合在预处理的电极表面，主要通过控制电聚合溶液中各单体浓度和电化学方法参数来调节分子印迹膜的性能，具有膜厚可控，结果重现性好的优势，因而，本研究主要利用原位电聚合法来制备分子印迹膜电化学传感器。此外，灵敏度也是评估传感器的另一重要指标。为了提高传感器的灵敏度，将具有增敏效应的纳米材料用于传感器的设计也为研究者认可。因而，本研究选用直接在电极表面预沉积金纳米颗粒的方法来提高分子印迹聚合物对戊唑醇的响应灵敏度。而已有研究尚未有报道基于电聚合法及金纳米颗粒的增敏效应来研制戊唑醇分子印迹传感器。因此，本研究工作以选择性识别戊唑醇为目的，采用电聚合法在电极表面制备分子印迹膜，并选用电沉积纳米金颗粒来提升传感器的灵敏度，并对影响电极性能的各因素进行了系统的优化工作，获得对戊唑醇具有特异识别能力的电极及其快速检测方法，为戊唑醇的快速检测提供新的产品与方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极及其电化学传感器的制备、应用和测试方法。进一步提高电化学传感器测定果蔬样品中的戊唑醇的检测特异性、灵敏度和响应。本专利技术的第一目的在于提供一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极，基于纳米金颗粒的增敏效应，先在电极的表面沉积金纳米颗粒作为基底；后以戊唑醇为模板分子，以邻氨基苯酚、间苯二酚、对氨基苯甲酸、对氨基苯硼酸中的一种或几种的混合物为聚合功能单体，以磷酸盐缓冲液为支持电解质溶液，获得电聚合预混合液；采用原位电聚合法在电极表面制备膜厚可控的电聚合膜，使用甲醇-乙酸溶液移除模板分子，得到具有识别位点和空穴的戊唑醇分子印迹膜电极。本专利技术的第二目的在于提供一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极的制备方法，上述电极为金电极或玻碳电极，上述方法按照下述步骤进行：（1）电极预处理：使用双氧水和浓硫酸混合液处理10 min后，用Al2O3打磨抛光，用水将电极冲洗干净后，在水溶液中超声10 min，待氮气吹干后，将电极置于0.1 mol L-1的稀硫酸溶液中，在-0.2-1.6 V电压范围内，采用循环伏安法扫描15圈，结束后用水冲洗电极，并氮气吹干备用；（2）沉积金纳米颗粒：将电极置于四氯合金酸溶液中采用恒电位法电沉积金纳米颗粒AuNPs；（3）分子印迹膜的制备：将（2）所得电极浸入戊唑醇、邻氨基苯酚、间苯二酚混合液中，采用循环伏安法原位电聚合制备分子印迹膜。电聚合后的电极用水冲洗后，氮气吹干，放置1 h后进行模板分子移除；（4）分子模板移除：以甲醇和乙酸混合液为溶剂，将（3）所得电极固定于磁力搅拌器上处理30 min，取出后水洗得到上述戊唑醇分子印迹膜电极。本专利技术方法进一步设置为，上述（1）中使用的双氧水和浓硫酸混合液中两者体积比为1:3，Al2O3的粒径为0.05 μm。本专利技术方法进一步设置为，上述（2）中四氯合金酸溶液的浓度为3 mmol L-1, 在恒电位-0.2 V沉积200 s。本专利技术方法进一步设置为，上述（3）中戊唑醇、邻氨基苯酚、间苯二酚混合液的体积比为1:3:3，电聚合反应条件为：电位范围-0.4-1.0 V、扫速速率为50 mV/S、扫描圈数为10圈。本专利技术方法进一步设置为，上述（4）中甲醇：乙酸的体积比为9：1，用量为15ml。本专利技术的第三目的在于提供一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极的电化学传感器，上述电极为柱状电极，以修饰纳米金和分子印迹膜的电极为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，上述电聚合功能单体为邻氨基苯酚和间苯二酚，对氨基苯酚、间苯二酚与戊唑醇之间的摩尔比为3:3:1。本专利技术的第四目的在于提供一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极的电化学传感器的应用，上述电化学传感器应用于选择性测定果蔬样品中的戊唑醇，检测限可以达到0.02 μmol/L 。本专利技术的第五目的在于提供一种基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极的电化学传感器的测试方法，上述测试包括步骤如下：（a）萃取目标分子：将上述电化学传感器固定于磁力搅拌器上，悬浮于样品溶液中吸附15 min，取出用水冲洗后进行电化学测试；（b）电化学测试：采用示差脉冲伏安法，在三电极体系中测定，以纳米金和分子印迹膜修饰的电极为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，电解溶液为5 mM铁氰化钾-亚铁氰化钾的氯化钾溶液，记录示差脉冲伏安扫描曲线及最大响应电流值。本专利技术具有下述有益效果：本专利技术利用金纳米颗粒的增敏效应，通过在电极表面沉积金纳米颗粒以提高传感器对戊唑醇的灵敏度。本专利技术制备的电化学传感器对戊唑醇的检出限为0.02 μmol/L，远低于目前文献报道的水平，同时与不加金纳米颗粒的戊唑醇分子印迹膜电极相比，灵敏度提高10倍以上。本专利技术的另一有益效果在于，选用分子印迹技术构建的膜电极传感器对戊唑醇显示出特异选择性。与其他同类农药相比，该传感器的应用测试结果显示，它对戊唑醇的电流响应最高，印迹因子最大，对其他结果类似农药仅显示出较低的电流响应值。同时，本专利技术将所制备的电极传感器应用于实际蔬果样品检测，戊唑醇的回收率介于75.8-128%之间，完全满足实际农药残留检测的要求。附图说明图1 电极修饰过程中的循环伏安表征图。图中： (a) 裸电极， (b)修饰金纳米颗粒，(c)金纳米/分子印迹膜电极未去除模板分子，(d) 金纳米/分子印迹膜电极去除模板分子后，(e) 金纳米/分子印迹膜电极结合 0.1 m本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极，其特征在于：基于纳米金颗粒的增敏效应，先在电极的表面电沉积金纳米颗粒作为基底；然后以戊唑醇为模板分子，以邻氨基苯酚、间苯二酚、对氨基苯甲酸、对氨基苯硼酸中的一种或几种的混合物为聚合功能单体，以磷酸盐缓冲液为支持电解质溶液，获得电聚合预混合液；采用原位电聚合法在电极表面制备膜厚可控的电聚合膜，使用甲醇‑乙酸溶液移除模板分子，得到具有识别位点和空穴的戊唑醇分子印迹膜电极。

【技术特征摘要】
1.基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极，其特征在于：基于纳米金颗粒的增敏效应，先在电极的表面电沉积金纳米颗粒作为基底；然后以戊唑醇为模板分子，以邻氨基苯酚、间苯二酚、对氨基苯甲酸、对氨基苯硼酸中的一种或几种的混合物为聚合功能单体，以磷酸盐缓冲液为支持电解质溶液，获得电聚合预混合液；采用原位电聚合法在电极表面制备膜厚可控的电聚合膜，使用甲醇-乙酸溶液移除模板分子，得到具有识别位点和空穴的戊唑醇分子印迹膜电极。2.基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极的制备方法，其特征在于：所述电极为金电极或玻碳电极，所述方法按照下述步骤进行：（1）电极预处理：使用双氧水和浓硫酸混合液处理10 min后，用Al2O3打磨抛光，用水将电极冲洗干净后，在水溶液中超声10 min，待氮气吹干后，将电极置于0.1 mol L-1的稀硫酸溶液中，在-0.2-1.6 V电压范围内，采用循环伏安法扫描15圈，结束后用水冲洗电极，并氮气吹干备用；（2）沉积金纳米颗粒：将电极置于四氯合金酸溶液中采用恒电位法电沉积金纳米颗粒AuNPs；（3）分子印迹膜的制备：将（2）所得电极浸入戊唑醇、邻氨基苯酚、间苯二酚混合液中，采用循环伏安法原位电聚合制备分子印迹膜。3.电聚合后的电极用水冲洗后，氮气吹干，放置1 h后进行模板分子移除；（4）分子模板移除：以甲醇和乙酸混合液为溶剂，将（3）所得电极固定于磁力搅拌器上处理30 min，取出后水洗得到所述戊唑醇分子印迹膜电极。4.如权利要求2所述的基于纳米金增敏的戊唑醇分子印迹膜电极的制备方法，其特征在于：所述（1）中使用的混合液中双氧水和浓硫酸的体积比为1:3，Al2O3的粒径为0.05 μm。5.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐沛沛，王新全，王祥云，王娇，汪志威，徐霞红，章虎，徐浩，王强，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33