一种17β-雌二醇分子印记膜电化学传感器的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种17β-雌二醇分子印记膜电化学传感器的制备方法，该方法依次经过电极预处理、纳米铂粒子修饰电极、分子自组装膜修饰电极、电聚合反应以及模板分子洗脱步骤制备得到17β-雌二醇分子印记膜电化学传感器。本发明专利技术制备的分子印记电化学传感器具有选择性高、响应快速、灵敏度高、稳定性和耐受性良好，可实现水样中痕微量17β-雌二醇的高效、灵敏和实时检测，对环境污染物监测有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析检测
，具体涉及一种17 β -雌二醇分子印记膜电化学传感器的制备方法。
技术介绍
随着人类生产活动的发展，大量有害化学物质不断进入人类生活环境中，环境雌激素的残留对人类健康造成很大的危害。早在90年代初，环境雌激素对人类生殖、发育的影响及与激素依赖性肿瘤和自身免疫性疾病等的关系引起社会和医学界的重视。其中内源性雌激素(雌二醇)具有强的生理活性，即使在极低浓度下(大多在PPt ppb水平或更低)也会对生物产生极大的影响，因此雌二醇的检测与控制已经成为全球性关注的热点问题。我国国家自然科学基金委员会在1997年设立了有关环境雌激素方面的基金项目。目前，对实际样品中内源性雌激素的检测仍存在着许多困难与挑战。从以下分析可以看出雌二醇在环境中分析难度较大(1)水质、土壤等样品基体的组成复杂；( 在环境中的浓度极低；C3)随着现代科技的迅速发展，各种新的检测分析仪器在适用性和灵敏度方面都有很大的提高，特别是带有质谱检测器的气相色谱和液相色谱的普及大大推动了雌二醇检测的进步，但仍需要繁杂样品前处理过程，难以做到快速分离和检测。因此迫切需要建立一种快速、简便、价廉且具有高灵敏度和高选择性的实时检测分析方法。传感器是一种重要的电子器件，因具设计简单、灵敏度高、价格低廉、且可实现在体检测等优点可满足临床诊断、环境分析、食品分析和产品检测的需要，从而越来越受到人们的关注，但选择性差成为其发展的瓶颈。目前用于测定雌激素的传感器多为生物传感器， 虽具有较高的灵敏度和选择性，但天然的生物识别体系易受外界化学或物理环境的影响， 使用条件要求较高，稳定性差，难以长期保存，检测对象有限，使其应用受到限制。1987年Tabushi首次尝试用分子印迹聚合物作为敏感材料，并成功用于检测维生素。此后，分子印迹聚合物传感器引起了人们广泛的兴趣。分子印记聚合物(Molecular Imprinted Polymers,MIPs)是一种人工合成受体，因其具有良好的物理化学稳定性和对目标分子的高吸附量、高选择性，已被广泛应用于食品药品和环境有害残留物的分离、富集及测定。尤其是能耐受高温、高压、酸碱、有机溶剂等优点被认为是生物分子的理想替代物，成为传感器敏感材料的研究热点。因此，分子印记技术和传感器研究相结合将获得相得益彰的效果。目前大多分子印记电化学传感器的制备是通过电沉积法或滴涂法使分子印记聚合物附着在电极上，其膜厚难以控制，均勻性较差，从而影响了传感器的灵敏度。另外，传统本体聚合法合成的分子印记聚合物普遍存在多数结合位点被埋藏、易产生模板分子残留、 吸附容量低、印记空穴不稳定和目标分子传质过程缓慢等问题。表面分子印记技术，是将模板分子以一定作用力结合到刚性无机材料上制备对特定目标分子(模板分子)具有特异预定选择性聚合物的过程。其印记结合位点均在材料表面，具有更多的结合位点，表现出高的选择性和快的吸附动力学等特点。电聚合法通过化学键作用在电极表面直接成膜，具有速度快、膜厚可控和膜稳定好等优点。因此，电聚合法是制备分子印记传感器敏感膜最有潜力的方法。目前已有电聚合法分子印记膜电化学传感器的研究，但电聚合法制备雌二醇自组装分子印记膜电化学传感器未见报道。另外，2009年王富生科研小组的专利技术专利(CN101650334A)公开了 “用于双酚A 的分子印迹膜检测装置及其制备、检测方法”制备方法。它采用了“相似相容”原理，将电极浸于乙醇和水中浸泡3-6小时去除模板分子。但该方法洗脱时间较长。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，通过表面分子印记技术、纳米技术与电化学传感器的交叉研究，基于纳米金属修饰电极，采用电聚合法制备出稳定的雌二醇自组装分子印记膜电化学传感器，并根据静电斥力和氢键在酸性溶液中易断裂的机理快速去除模板分子。本专利技术方法制备得到的高灵敏度、高选择性特性的自组装分子印记膜电化学传感器可实现水样中痕微量雌二醇的快捷、灵敏和实时检测，对环境污染物监测有重要意义。本专利技术的目的是通过以下方式实现的一种17β_雌二醇(Ε》分子印记膜电化学传感器的制备方法包括以下步骤a)电极预处理将玻碳电极经抛光后，放入Piranha溶液中浸泡后洗净；本专利技术所述的 Piranha 溶液为 30% H2O2 浓 H2SO4 = 3:7，V/V。b)纳米钼粒子修饰电极将洗净的玻碳电极置于含硫酸和六氯钼酸的混合溶液中，于-0. 2 0. 6V电位范围内，以50mV .s—1的扫描速率循环扫描3 ^min ；然后依次用无水乙醇和去离子水淋洗干净，氮气吹干，再置于Piranha溶液中浸泡后，去离子水淋洗干净，氮气吹干，即得纳米钼粒子修饰电极；Piranha溶液中浸泡时间可为3 8min。c)分子自组装膜修饰电极将修饰电极浸入到含功能单体和17β_雌二醇的四氢呋喃混合溶液中，充氮后密封，室温避光环境中放置16 Mh ；其中，17 β -雌二醇和功能单体摩尔比为1 1 1 8 ；d)电聚合反应配制含功能单体、17 β-雌二醇和KCl的PBS溶液，氮吹20 30min后，插入“C) ”步骤得到的自组装膜修饰电极，于-0. 2 0. 6V电位范围，以50mV…1 的扫描速率循环伏安扫描7 观圈，取出，去离子水淋洗，氮气吹干；其中，17 β -雌二醇和功能单体摩尔比范围为1 1 1 48。e)洗脱模板分子将电聚合后电极浸入H2SO4溶液中，在0. 2 1. OV电位下处理 5 IOmin0步骤“b)，，中所述的混合溶液优选为含0. 5mol ·厂1硫酸和5mmol · Γ1六氯钼酸的混合溶液，所述的循环扫描时间优选为15 25min，最优选20min。步骤“c) ”和“d)，，中所述的功能单体可为巯基类化合物，优选6-巯基烟酸、4-巯基苯甲酸或2-巯基哌啶，最优选6-巯基烟酸。步骤“C)”中所述的混合溶液中功能单体与17 β-雌二醇的摩尔比优选为2 1 4 1，最优选为2 1，该混合溶液最优选采用含6mmol .厂1 6-巯基烟酸和 3mmol · Γ1 17 β -雌二醇的四氢呋喃混合溶液。步骤“d)”中所述的PBS溶液中优选含摩尔比为12 1 36 1 (最优为M 1) 的功能单体与17 β -雌二醇，最优选为含6mmol · Γ1 6-巯基烟酸，0. 25mmol · L—1 17 β -雌二醇和0. Imol · Γ1 KCl的PBS溶液。步骤“e) ”中步骤“e) ”中优选将电聚合后电极浸入H2SO4溶液中，在0. 2 1. OV电位下处理5min。所述的溶液的浓度优选为0. 5mol -L^10步骤“a)，，中玻碳电极可在Piranha溶液中浸泡2 5min。所述的抛光可为玻碳电极经0. 05 μ m的Al2O3悬浊液抛光。PBS 溶液是 0. 05mol/L 的磷酸二氢(KH2PO4)和 0. 05mol/L 的磷酸氢二钾(K2HPO4) 水溶液配制成一定PH值的缓冲溶液。本专利技术中优选采用pH6-7的缓冲溶液，最优选是pH 值6. 86的缓冲溶液。使用的模板分子为17 β-雌二醇，英文名为17 β-Estradiol，结构式为权利要求1.，其特征在于该方法包括以下步骤a)电极预处理将玻碳电极抛光后，放入Piranh本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种１７β－雌二醇分子印记膜电化学传感器的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：ａ）电极预处理：将玻碳电极抛光后，放入Ｐｉｒａｎｈａ溶液中浸泡后洗净；ｂ）纳米铂粒子修饰电极：将洗净的玻碳电极置于含硫酸和六氯铂酸的混合溶液中，于－０．２～０．６Ｖ电位范围内，以５０ｍＶ·ｓ－１的扫描速率循环扫描３～２８ｍｉｎ；然后依次用无水乙醇和去离子水淋洗，氮气吹干，再置于Ｐｉｒａｎｈａ溶液中浸泡后，去离子水淋洗干净，氮气吹干，即得纳米铂粒子修饰电极；ｃ）分子自组装膜修饰电极：将修饰电极浸入到含功能单体和１７β－雌二醇的四氢呋喃混合溶液中，充氮后密封，室温避光环境中放置１６～２４ｈ；其中，１７β－雌二醇和功能单体摩尔比为１∶１～１∶８；ｄ）电聚合反应：配制含功能单体、１７β－雌二醇和ＫＣｌ的ＰＢＳ溶液，氮吹２０～３０ｍｉｎ后，插入“ｃ）”步骤得到的分子自组装膜修饰电极，于－０．２～０．６Ｖ电位范围，以５０ｍＶ·ｓ－１的扫描速率循环伏安扫描７～２８圈，取出，去离子水淋洗，氮气吹干；其中，１７β－雌二醇和功能单体摩尔比范围为１∶１～１∶４８。ｅ）洗脱模板分子：将电聚合后电极浸入Ｈ２ＳＯ４溶液中，在０．２～１．０Ｖ电位下处理５～１０ｍｉｎ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周学敏，姜慧君，李芸，文婷婷，袁丽华，周萍，王若禹，吴晓丽，王舒，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：84