甲砜霉素分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种甲砜霉素分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用，采用水热一步法制备多孔石墨烯‑二硫化钼纳米花状复合物，并将其滴涂到L型玻碳电极表面。利用氨基化多壁碳纳米管及多孔Pt‑Pd纳米颗粒分散进一步提高电极的印迹表面积及加强修饰界面的稳定性，从而获得三维多孔的印迹基底。以甲砜霉素为模板分子，邻二苯胺为功能单体，循环伏安法制备印迹膜；以抗坏血酸为光电化学探针，构建检测甲砜霉素的电化学传感器。该传感器对甲砜霉素具有良好的响应，其线性范围为1.0×10‑9‑3.5×10‑6mol L‑1，检测下限为5.0×10‑9mol L‑1。传感器可用于肉类样品及饲料样品甲砜霉素检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分子印迹
，具体地说，涉及一种甲砜霉素分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用。
技术介绍
甲砜霉素是一种常用的抗生素，与氯霉素和氟苯尼考属于广谱抗生素，具有良好的抗菌效果，因此被广泛应用于人类疾病治疗和动物食品生产，并形成残留。同时，在氯霉素被中国、加拿大、美国和欧盟等国家在动物源食品生产中禁止使用后的背景下，其逐步成为氯霉素在动物源食品生产过程中的替代品。然而，过多的摄入会对人类健康造成很大影响。因此，美国、加拿大和中国等国家已经禁止其在动物源食品生产过程中的使用，并在食品安全管理系统里设置最大残留量。有鉴于此，构建电化学检测甲砜霉素的传感器，具有一定的具有现实意义的研究工作。在分子印迹电化学传感器构建中，电聚合法是制备分子印迹聚合物(MIP)修饰电极的常用方法之一，其实现了MIP膜的制备和修饰同时完成，具有厚度可控、方便、简单和实用等特点。众所周知，印迹基底是决定这类电化学传感器的性能重要因素之一。同时，导电纳米材料修饰界面可提高印迹膜的印迹位点数目、导电性和催化性能，而三维印迹基底能将上述性能得以显著提高，对提高传感器的灵敏度非常有利，是电聚合原位制备MIP膜的基底的不错选择。同时，结合光电电流检测非电活性目标也是目前分子印迹电化学传感器的研究热点之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对上述的问题，提供了一种甲砜霉素分子印迹电化学传感器及其制备方法与应用，本专利技术采用多孔石墨烯(P-r-GO-MoS2)纳米花复合物、氨基化多孔碳纳米管(NH2-MWCNTs)和多孔Pt-Pd纳米颗粒(Pt-PdNPs)构建了三维多孔印迹基底；然后，以邻苯二胺为为功能单体、循环伏安法印迹甲砜霉素，以抗坏血酸(AA)电化学探针产生的光电流为电信号，构建了检测电化学检测甲砜霉素的电化学传感器。据我们所知，采用电化学检测甲砜霉素的方法未见报道，且采用这种三维修饰电极用于分子印迹
也未见报道。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种甲砜霉素分子印迹电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、制备多孔Pt-Pd纳米颗粒；步骤2、制备多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物；步骤3、用多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物、氨基化多壁碳纳米管及多孔Pt-Pd纳米颗粒修饰L型玻碳电极；步骤4、将修饰后的L型玻碳电极以邻苯二胺为功能单体和甲砜霉素为模板分子，循环伏安制备分子印迹修饰电极；再洗脱除去聚合膜中的模板分子，得到甲砜霉素分子印迹膜修饰电极。进一步地，步骤1中多孔Pt-Pd纳米颗粒的制备具体如下：将十六烷基吡啶(HDPC)、Na2PdCl4和H2PtCl6按照体积比为3:1:1-8:1:1加入到一只圆底烧瓶中，使其形成均一的分散液；接着将新鲜配制的抗坏血酸(AA)溶液迅速加入上述溶液，AA溶液与HDPC的体积比为1:25-1:5，经过轻轻地震动，使其分散均匀，并将圆底烧瓶置于80-90℃油浴中反应2.5-3.5h；然后，将所得溶胶离心，并用水洗多次，获得树枝状的多孔Pt-Pd纳米颗粒；十六烷基吡啶、Na2PdCl4、H2PtCl6的浓度均为：10molL-1。进一步地，步骤2中制备多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物具体为：步骤2.1、多孔氧化石墨烯的制备：在磁力搅拌下，将KMnO4加入氧化石墨烯(GO)分散液中，使其反应12h，其中，KMnO4与GO分散液的质量比为8:1-15:1；然后，将HCl和H2O2加入到上述反应溶液中，继续反应3h，其中GO分散液与HCl与H2O2的体积比均为2:1-4:1；反应结束后，将所得产物离心分离、水洗，置于真空干燥器在55-60℃下干燥；制备得到多孔氧化石墨烯分散液；步骤2.2、多孔石墨烯-二硫化钼纳米花复合物的制备：将(NH4)6Mo7O2·4H2O和硫脲溶解到多孔石墨烯溶液中，再将上述混合液转移至反应釜中，210-230℃下反应12h；其中，(NH4)6Mo7O2·4H2O与多孔氧化石墨烯质量比为4:1-1:1；硫脲与多孔氧化石墨烯质量比为50:1-30:1；反应结束后，将所得产物离心分离、水洗，置于真空干燥器在55-65℃下干燥，制备得到多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物(P-r-GO-MoS2)；HCl与H2O2的质量百分浓度分别为36％和30％。进一步地，步骤3中的修饰采用以下步骤：将多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物的DMF分散液滴涂到L型GCE电极表面，在80℃下烘干；然后，将含氨基化多壁碳纳米管(NH2-MWCNTs)与多孔Pt-Pd纳米颗粒的DMF分散液滴涂上述电极表面，并继续在80℃下烘干；所述多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物的N,N-二甲基甲酰胺分散液的浓度为5mgmL-1；含氨基化多壁碳纳米管与多孔Pt-Pd纳米颗粒的DMF分散液中氨基化多壁碳纳米管浓度为0.2mgμL-1，多孔Pt-Pd纳米颗粒的浓度为5mgμL-1，多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物的N,N-二甲基甲酰胺分散液与含氨基化多壁碳纳米管与多孔Pt-Pd纳米颗粒的DMF分散液的体积比为1:1。进一步地，步骤4中的将修饰后的L型玻碳电极以邻苯二胺为功能单体和甲砜霉素为模板分子，循环伏安制备分子印迹修饰电极；再洗脱除去聚合膜中的模板分子，得到甲砜霉素分子印迹膜修饰电极具体为：将修饰后的L型玻碳电极通过浸入含有模板分子和印迹单体的醋酸盐缓冲液中，其中，模板分子为甲砜霉素，功能单体为邻苯二胺，通过循环伏安法得到嵌有甲砜霉素的分子印迹修饰电极，所述循环伏安法的扫描电位为0mV-1.2mV，扫描圈数为10，扫速为100mVs-1。进一步地，醋酸缓冲液中的邻苯二胺与甲砜霉素的摩尔浓度比为2:1-8:1，该醋酸缓冲液的pH＝5.2，所述洗脱液为体积比9:1的甲醇/乙酸溶液，洗脱的时间为30分钟。本专利技术还提供一种由上述的制备方法得到的甲砜霉素分子印迹电化学传感器。本专利技术还提供一种上述的甲砜霉素分子印迹电化学传感器在检测肉类样品及饲料样品中甲砜霉素的应用，所述应用按照以下检测步骤实施：将分子印迹膜修饰的L型玻碳电极浸入到含有甲砜霉素的样品中，进行识别，之后用水冲洗去非特异性吸附的分子；再以识别后的分子印迹膜修饰的L型玻碳电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极，组成三电极系统，以2cm比色皿为光电检测池，浸入到含有0.1molL-1抗坏血酸(AA)的pH＝7.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中；将405nm激光照射工作电极表面，AA产生光电流，根据光电流的变化量与甲砜霉素的浓度成正比，得到工作曲线。进一步地，含有甲砜霉素的样品通过以下方式制备得到：准确称取1.0000g的含有甲砜霉素的样品，加入20mL甲醇，高速漩涡混合器上漩涡15min；接着，将所得悬浊液在10000r/min离心10min，取出上清液，于40℃恒温水浴中进行浓缩。当甲醇完全挥发后，先用少量PBS(pH＝7.0)溶液溶解，再用0.45μm的有机膜过滤，滤液转移至10.0mL容量瓶，并进行定容。进一步地，分子印迹电化学传感器对甲砜霉素的检测线性范围为1.0×10-9-3.5×10-6molL-1，回归方程为iΔ(μA)＝0.4981C(μmolL-1)+0.5012,(r2＝0.9912)，检测限为5.0×10-9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲砜霉素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、制备多孔Pt‑Pd纳米颗粒；步骤2、制备多孔石墨烯‑二硫化钼纳米花状复合物；步骤3、用多孔石墨烯‑二硫化钼纳米花状复合物、氨基化多壁碳纳米管及多孔Pt‑Pd纳米颗粒修饰L型玻碳电极；步骤4、将修饰后的L型玻碳电极以邻苯二胺为功能单体和甲砜霉素为模板分子，循环伏安制备分子印迹修饰电极；再洗脱除去聚合膜中的模板分子，得到甲砜霉素分子印迹膜修饰电极。

【技术特征摘要】
1.一种甲砜霉素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、制备多孔Pt-Pd纳米颗粒；步骤2、制备多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物；步骤3、用多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物、氨基化多壁碳纳米管及多孔Pt-Pd纳米颗粒修饰L型玻碳电极；步骤4、将修饰后的L型玻碳电极以邻苯二胺为功能单体和甲砜霉素为模板分子，循环伏安制备分子印迹修饰电极；再洗脱除去聚合膜中的模板分子，得到甲砜霉素分子印迹膜修饰电极。2.根据权利要求1所述的甲砜霉素分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤1中多孔Pt-Pd纳米颗粒的制备具体如下：将十六烷基吡啶、Na2PdCl4和H2PtCl6按照体积比为3:1:1-8:1:1加入到一只圆底烧瓶中，使其形成均一的分散液；接着将新鲜配制的抗坏血酸溶液迅速加入上述溶液，抗坏血酸溶液与十六烷基吡啶溶液的体积比为1:25-1:5，经过轻轻地震动，使其分散均匀，并将圆底烧瓶置于80-90℃油浴中反应2.5-3.5h；然后，将所得溶胶离心，并用水洗多次，获得树枝状的多孔Pt-Pd纳米颗粒；十六烷基吡啶、Na2PdCl4、H2PtCl6的浓度均为：10molL-1。3.根据权利要求1所述的甲砜霉素分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤2中制备多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物，具体为：步骤2.1、多孔氧化石墨烯的制备：在磁力搅拌下，将KMnO4加入氧化石墨烯分散液中，使其反应12h，其中，KMnO4与氧化石墨烯分散液的质量比为8：1-15:1；然后，将HCl和H2O2加入到上述反应溶液中，继续反应3h，其中氧化石墨烯分散液与HCl与H2O2的体积比均为2:1-4:1；反应结束后，将所得产物离心分离、水洗，置于真空干燥器在55-60℃下干燥；制备得到多孔氧化石墨烯分散液；步骤2.2、多孔石墨烯-二硫化钼纳米花复合物的制备：将(NH4)6Mo7O2·4H2O和硫脲溶解到多孔氧化石墨烯分散液中，再将上述混合液转移至反应釜中，210-230℃下反应12h；其中，(NH4)6Mo7O2·4H2O与多孔氧化石墨烯质量比为4:1-1:1；硫脲与多孔氧化石墨烯质量比为50:1-30:1；反应结束后，将所得产物离心分离、水洗，置于真空干燥器在55-65℃下干燥，制备得到多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物；HCl与H2O2的质量百分浓度分别为36％和30％。4.根据权利要求1所述的甲砜霉素分子印迹电化学传感器的制备方法，其特征在于，步骤3中的修饰采用以下步骤：将多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物的N,N-二甲基甲酰胺分散液滴涂到L型玻碳电极表面，在80℃下烘干；然后，将含氨基化多壁碳纳米管与多孔Pt-Pd纳米颗粒的N,N-二甲基甲酰胺分散液滴涂上述电极表面，并继续在80℃下烘干；所述多孔石墨烯-二硫化钼纳米花状复合物的N,N-二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光明，刘卫，徐世娟，陈显兰，石玲，
申请(专利权)人：红河学院，
类型：发明
国别省市：云南;53