一种直接快速检测亚硝酸盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用纳米多孔金传感器快速检测实际样品中亚硝酸盐的方法，步骤包括：(1)传感器制备及表征；(2)传感器标定或校准；(3)实际样品中亚硝酸盐检测。本发明专利技术方法可有效解决传统亚硝酸盐检测方法步骤繁琐、难以在线检测的问题，具有工艺简便、测定准确、特异性高、反应快速、灵敏度高、操作简单等特点，实现了直接对实际样品的检测，应用前景广阔。

A Method for Direct and Rapid Detection of Nitrite

The invention discloses a method for rapid detection of nitrite in actual samples by using nanoporous gold sensors, which comprises: (1) preparation and characterization of sensors; (2) calibration or calibration of sensors; (3) detection of nitrite in actual samples. The method of the invention can effectively solve the problems of the traditional nitrite detection method, such as cumbersome steps, difficult on-line detection, simple process, accurate determination, high specificity, fast reaction, high sensitivity, simple operation, etc. It realizes the direct detection of actual samples, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种直接快速检测亚硝酸盐的方法
本专利技术涉及一种检测血清中亚硝酸盐的方法，尤其涉及一种利用纳米多孔金传感器快速检测血清中亚硝酸盐的方法。属于电化学分析测试领域。
技术介绍
亚硝酸盐(NO2-)是作为一种允许使用的食品添加剂，广泛的应用于食品工业，亚硝酸盐可以改善肉制品的色泽，增进食品风味，还具有一定的防腐作用，在控制的安全范围内使用不会对人体造成危害。亚硝酸盐在人体中的含量超标的话，血红蛋白的亚铁将氧化为高铁状态，从而形成不能送氧的高铁血红蛋白；高铁血红蛋白达到30％～50％时，可导致贫血性缺血，造成全身各组织特别是脑组织的急性损害，出现呼吸困难，神经机能紊乱，甚至死亡。生物体内中亚硝酸盐可与胺类、酰胺类结合产生亚硝胺，亚硝胺具有强烈的致癌作用，主要引起食管癌、胃癌、肝癌和大肠癌等。另外，亚硝酸盐对人体心血管系统有害，还会干扰机体对维生素A的利用，导致维生素A缺乏症。亚硝酸盐能够透过胎盘进入胎儿体内，六个月以内的胎儿对亚硝酸盐类特别敏感，对胎儿有致畸作用。为此，世界各国对食品和饮用水的亚硝酸盐最大残留量都有明确规定。如美国公共卫生协会规定饮用水中亚硝酸盐最大允许量为60ng/mL，欧共体则规定饮用水亚硝酸盐最大允许量为100ng/mL。近年来，随着人们的食品安全意识和环保意识的增强，亚硝酸盐是食品、水质和环境监测的重要测定项目之一，因此对其测定方法的研究具有非常重要的意义。目前已知的对于亚硝酸盐的检测方法有：1、Griess比色法(李鹏飞,王福磊,李朴,马锦琦.格利斯比色法用于亚硝酸盐检测的可靠性论证[J].化学分析计量,2008,17,55-57.)；2、化学发光法(Liu,M.Lin,Z.Lin,J.M.Areviewonapplicationsofchemiluminescencedetectioninfoodanalysis[J].Anal.Chim.Acta2010,670,1-10.)；3、高效液相色谱法(余海兰,方京京.高效液相色谱法同步测定蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量[J].湖南农业科学,2010,7,97-99.)。但其中关于亚硝酸盐的检测方法尚存在急需解决的关键问题如：上述方法1有一定的局限性，灵敏度比较低，干扰因素较多，显色反应稳定性差；上述方法2其发射强度非常容易受环境因素的影响，稳定性和重现性较差；上述方法3需要对待测样品进行繁琐的前处理，耗时且浪费人力，仪器昂贵，且需要专业的技术人员操作。在上述方法中样品必须通过预处理等复杂繁琐的过程，且仪器昂贵无法携带，检测时间长，难以满足在线、灵敏、快速检测的需求。基于此，建立一种准确、特异、快速、灵敏、简单的分析手段来检测实际样品中的亚硝酸盐具有重要现实意义和市场需求。
技术实现思路
针对现有检测方法的不足，本专利技术提供一种利用纳米多孔金传感器检测样品中亚硝酸盐的方法，采用了以纳米多孔金(Nanoporousgold，NPG)/玻碳电极(Glassycarbonelectrode，GCE)为工作电极，以铂电极为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系。其突出优势在于纳米多孔金可以直接对实际样品进行检测，样品无需复杂的前处理，因此不会造成二次污染，且无需酶固定化等繁琐步骤。该方法简单高效，稳定性好，选择性高，检测线低、测量标准差低，具有广阔的应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，所述方法为利用纳米多孔金传感器采用电化学方法进行检测。本专利技术中所述纳米多孔金传感器为三电极体系，以纳米多孔金(NPG)/玻碳电极(GCE)为工作电极，以铂电极为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极。其中，所述NPG/GCE电极先在0.5MH2SO4中进行循环伏安法扫描5-30圈，以还原峰峰电流表征NPG/GCE电极的有效面积。本专利技术中所述NPG/GCE电极优选以如下方法制得：1)纳米多孔金制备：将厚度为100±10nm的Au/Ag合金片置于纯硝酸中，在20-50℃温度下，腐蚀10-60min，制得纳米多孔金薄膜；2)电极制备：先在干净的玻碳电极上滴加0-8μL的Nafion溶液(0.01-5％,w/v)，待晾干后，将制备的纳米多孔金贴于与玻碳电极表面，再滴加0-8μL的Nafion溶液(0.01-5％,w/v)，红外烤5-30min，制得NPG/GCE电极。本专利技术所述的电化学检测方法可以采用方波伏安法(SWV)、线性扫描伏安法(LSV)、差分脉冲伏安法(DPV)、时间电流曲线法(AMP)、计时电流法(CA)等方法，优选为差分脉冲伏安法(DPV)，以有效提高电化学检测的灵敏度。本专利技术中所述以差分脉冲伏安法测定样品中亚硝酸盐的方法包括以下步骤：将标定或校准后的传感器放入缓冲溶液的反应体系中，加入待测样品，利用传感器在0.5-0.85V区间内检测待测样品的电流响应，当出峰电位在0.7V时，可判定待测样中含亚硝酸盐；进一步将检测待测样品的电流响应代入浓度-电流标准曲线计算，即可对应得到该待测样品中相关亚硝酸盐的含量。进一步地，在传感器初次使用时，还包括对传感器进行标定或校准。本专利技术中所述的传感器的标定或校准包括以下步骤：所述纳米多孔金传感器放入缓冲溶液的反应体系中，加入终浓度为8-2800μM的亚硝酸盐标准品，利用传感器在0.5-0.85V区间内检测加入的已知浓度的亚硝酸盐标准品的电流响应，分别做出电流响应的浓度-电流标准曲线，备用；其中，亚硝酸盐标准品的出峰电位在0.7V，所述出峰电位是否出现为判定溶液中亚硝酸盐是否存在的依据；当传感器再次使用时，将其放入缓冲液的反应体系中，加入终浓度确定的亚硝酸盐标准品，利用传感器在0.5-0.85V区间内检测亚硝酸盐标准品的电流响应，将所得响应电流代入浓度-电流标准曲线，计算其实测浓度，以校准电极误差。本专利技术所述的缓冲溶液可以采用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲溶液、硼酸缓冲溶液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-氢氧化钠、甘氨酸-氢氧化钠、甘氨酸-盐酸缓冲溶液、巴比妥钠-盐酸缓冲溶液、氯化钾-氢氧化钠缓冲溶液、Tris-缓冲溶液、碳酸氢钠-氢氧化钠缓冲溶液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液、硼砂-氢氧化钠缓冲溶液、邻苯二甲酸氢钾-盐酸缓冲溶液、邻苯二甲酸氢钾-氢氧化缓冲溶液中任何一种，优选为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，更有选的，所述柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液反应体系是：pH4.0，浓度为100mM。本专利技术中所述脱气为了从电解质中去除氧，在每次电化学测量之前，将溶液用高纯氮吹扫1-30分钟。优选的，在整个实验中都保持在高纯度氮气的条件下。本专利技术的有益效果：本专利技术公开的利用纳米多孔金传感器快速检测样品中亚硝酸盐的方法，具有以下有益效果：1、本专利技术利用纳米多孔金传感器采用电化学法对亚硝酸盐进行检测，基于纳米多孔金催化氧化亚硝酸盐的特点，待测样品无须前处理，该方法可有效解决传统亚硝酸盐检测方法步骤繁琐、难以在线检测的问题。2、本专利技术提供的检测方法，实验测试电极性能显示：电极对亚硝酸盐的线性检测范围为8-2800μM，检测限为0.04μM，灵敏度为72.11μAcm-2mM-1，且回收率相对标准差小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，其特征在于，所述方法为利用纳米多孔金传感器采用电化学方法进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，其特征在于，所述方法为利用纳米多孔金传感器采用电化学方法进行检测。2.如权利要求1所述的一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，所述电化学方法包括方波伏安法、线性扫描伏安法、差分脉冲伏安法、时间电流曲线法、计时电流法中的任一种，优选为差分脉冲伏安法。3.如权利要求2所述的一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，所述差分脉冲伏安法包括利用纳米多孔金传感器在0.5-0.85V区间内检测待测样品的电流响应，当出峰电位在0.7V时，可判定待测样中含亚硝酸盐，进一步将检测待测样品的电流响应代入浓度-电流标准曲线计算，即对应得到该待测样品中相关亚硝酸盐的含量。4.如权利要求3所述的一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，所述纳米多孔金传感器为三电极体系，以纳米多孔金/玻碳电极为工作电极，以铂电极为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极。5.如权利要求4所述的一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，所述纳米多孔金/玻碳电极先在0.5MH2SO4中进行循环伏安法扫描5-30圈，以还原峰峰电流表征纳米多孔金/玻碳电极的有效面积。6.如权利要求4所述的一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，所述纳米多孔金/玻碳电极的制备方法包括以下步骤：1)纳米多孔金制备：将厚度为100±10nm的Au/Ag合金片置于纯硝酸中，在20-50℃温度下，腐蚀10-60min，制得纳米多孔金薄膜；2)电极制备：先在干净的玻碳电极上滴加0-8μL浓度为0.01-5％(w/v)的Nafion溶液，待晾干后，将制备的纳米多孔金贴于与玻碳电极表面，再滴加0-8μL浓度为0.01-5％(w/v)的Nafion溶液，红外烤5-30min，制得纳米多孔金/玻碳电极。7.如权利要求1所述的一种直接快速检测亚硝酸盐的方法，在传感器初次使...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈毅力，钟士博，
申请(专利权)人：钟士博，陈毅力，
类型：发明
国别省市：北京,11