本发明涉及的是一种分子印迹传感器的制备方法及快速检测应用技术领域,特别涉及一种磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备方法,用于检测样品中的磷酸氯喹。
背景技术:
磷酸氯喹为n′,n′-二乙基-n4-(7-氯-4-喹啉基)-1,4-戊二胺二磷酸盐,用于治疗对氯喹敏感的恶性疟、间日疟等疟疾。也可用于治疗肠外阿米巴病的治疗,还有抗风湿作用等。研究简单、快速、准确、高灵敏测定磷酸氯喹的方法对其药物的性能十分重要。目前,检测磷酸氯喹的方法主要有高效液相色谱、液相色谱-质谱等,这些方法的准确度受到一定限制、而且仪器比较贵需要专业人员操作,检测周期长,也限制了其应用。另外,由于磷酸氯喹在生物样品中含量比较低、共存物质互相干扰,准确检测磷酸氯喹很困难。因此,找到一种选择性好、灵敏度高、操作简便用于的检测磷酸氯喹的方法具有重要使用价值。
分子印迹技术是当前开发具有分子识别功能的高选择性材料的主要方法之一,它是通过在模板分子周围形成一个高度交联的刚性高分子,除去模板分子后在分子印迹聚合物的网络结构中留下具有结合能力的识别位点,对模板分子表现出高选择识别性能的一种技术。这项技术以其构效预定性和特异识别性越来越受到人们的关注,已经成功用于固相萃取或微固相萃取,亲和色谱或毛细管电泳及传感器等领域。
依据此技术制备的分子印迹传感器,应用于药物分析、生命科学研究中起着十分重要的作用。将功能分子以适当方式修饰到电极上,制备选择性好、灵敏度高、有一定使用寿命可再生的电化学传感器成为分析科学工作者努力探索的课题。但是传统的印迹方法所制备的印迹膜厚度难以控制,高交联度使得电子传递速度和响应慢、检测下限高,影响分子印迹技术在电化学传感器中的应用。因此,建立一种灵敏、快速、简便、特异性高、重复性好经济使用的检测方法,对食品、药品、生物样品中的磷酸氯喹含量准确定量测定十分必要。
本发明的目的是将分子印迹与电化学传感器相结合,提供了一种磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备方法,主要是以衣康酸和4-氨基吡啶为功能单体,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯为交联剂,偶氮二异庚腈为引发剂,磷酸氯喹为模板,在氮化镓糊电极表面通过碳量子点的修饰,提高了传感器的灵敏度,采用滴涂法构建磷酸氯喹分子印迹电化学传感器。
技术实现要素:
仪器与试剂
chi660b电化学工作站(上海辰华仪器公司),实验采用三电极体系:铂丝电极为辅助电极,ag/agcl为参比电极(sce),玻碳电极(gce)为工作电极;kq-250e型超声波清洗器(坤峰超声仪器有限公司)。
氧化石墨烯;衣康酸,4-氨基吡啶,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯,偶氮二异庚腈,磷酸氯喹,碳量子点,纳米氮化镓,1-丁基磺酸-2-甲基咪唑氯盐,γ-氨丙基三甲氧基硅烷,液体石蜡,庚烷,乙醇,聚酰胺,磷酸缓冲溶液;所用试剂均为分析纯。
一种磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备方法,特征在于,该方法具有以下工艺步骤:
(1)氮化镓糊电极传感器的制备:在玛瑙研钵中,按如下质量百分比加入,纳米氮化镓:50~54%,氧化石墨烯:18~22%,1-丁基磺酸-2-甲基咪唑氯盐:10~14%,液体石蜡:6~10%,庚烷:6~10%,各组分质量百分比之和为百分之百,研磨均匀,即得混合物碳糊;然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ4.5mm的玻璃管内,压实,干燥,用抛光粉打磨,抛光,去离子水洗涤,即得氮化镓糊电极传感器;
(2)碳量子点修饰氮化镓糊电极制备:在反应器中,按如下组成的质量百分浓度加入,乙醇:66~70%,γ-氨丙基三甲氧基硅烷:24~28%,碳量子点:4~8%,各组分质量百分比之和为百分之百,搅拌溶解,将抛光后的氮化镓糊电极放入,室温浸泡4h,温度升到50±2℃恒温反应2h,取出电极,用无水乙醇洗涤,干燥,得到碳量子点修饰氮化镓糊电极;
(3)磷酸氯喹分子印迹聚合物的制备:在反应器中,按如下组成质量百分浓度加入,乙醇:62~68%,衣康酸:6~10%,4-氨基吡啶:10~14%,磷酸氯喹:6~10%,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯:4~8%,偶氮二异庚腈:1.0~3.0%,各组分含量之和为百分之百,搅拌溶解,通氮气除氧15min,无氧氛围,60±2℃搅拌反应4~6h,固液分离,将得到的产物用加醇:盐酸体积比为6:1混合溶液浸泡8h,多次洗涤,除去模板分子,干燥,即得磷酸氯喹分子印迹聚合物;
(4)磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备:在反应器中,按如下组成的质量百分浓度加入,丙酮:94~96%,聚酰胺:2~4%,磷酸氯喹分子印迹聚合物:1.5~3.0%,各组分含量之和为百分之百,制得磷酸氯喹分子印迹聚合物修饰液;然后将上述溶液40~50μl滴加到步骤(2)制备的碳量子点修饰氮化镓糊电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得磷酸氯喹分子印迹电化学传感器。
在步骤(2)中所述的碳量子点为油溶性碳量子点。
在步骤(3)中所述的衣康酸与4-氨基吡啶的摩尔为1:2。
在步骤(3)中所述的无氧氛围为聚合反应过程一直通入氮气体。
本发明的优点及效果是:
本发明将印迹技术、层层自组装法和滴涂法相结合,在碳量子点修饰氮化镓糊电极表面成功地研制了一种磷酸氯喹分子印迹电化学传感器,通过与未采用碳量子点修饰的分子印迹电极的响应进行比较,本发明制备的磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的响应大大提高,选择性好,灵敏度高。该印迹传感器对磷酸氯喹表现出较高的亲和性和选择性,响应电流与磷酸氯喹的浓度在1.0×10-8~6.0×10-6mol/l范围内呈良好的线性关系,检测限为8.32×10-8mol/l将本发明制备的磷酸氯喹分子印迹电化学传感器成功用于样品中磷酸氯喹的检测中,回收率在95.52~104.08%之间,因此本发明制备的磷酸氯喹分子印迹电化学传感器可广泛应用于药品、生物、环保检测等相关领域。
本发明制备磷酸氯喹分子印迹电化学传感器在制备的过程中不使用有毒的试剂,环保绿色,制备工艺简单。
具体实施方式
实施例1
(1)氮化镓糊电极传感器的制备:在玛瑙研钵中,分别加入,纳米氮化镓:52g,氧化石墨烯:20g,1-丁基磺酸-2-甲基咪唑氯盐:12g,液体石蜡:8g,庚烷:11ml,研磨均匀,即得混合物碳糊;然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ4.5mm的玻璃管内,压实,干燥,用抛光粉打磨,抛光,去离子水洗涤,即得氮化镓糊电极传感器;
(2)碳量子点修饰氮化镓糊电极制备:在反应器中,分别加入,乙醇:86ml,γ-氨丙基三甲氧基硅烷:26g,碳量子点:6g,搅拌溶解,将抛光后的氮化镓糊电极放入,室温浸泡4h,温度升到50±2℃恒温反应2h,取出电极,用无水乙醇洗涤,干燥,得到碳量子点修饰氮化镓糊电极;
(3)磷酸氯喹分子印迹聚合物的制备:在反应器中,分别加入,乙醇:81ml,衣康酸:8g,4-氨基吡啶:12g,磷酸氯喹:8g,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯:6g,偶氮二异庚腈:2g,搅拌溶解,通氮气除氧15min,无氧氛围,60±2℃搅拌反应4~6h,固液分离,将得到的产物用加醇:盐酸体积比为6:1混合溶液浸泡8h,多次洗涤,除去模板分子,干燥,即得磷酸氯喹分子印迹聚合物;
(4)磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备:在反应器中,分别加入,丙酮:12ml,聚酰胺:0.3g,磷酸氯喹分子印迹聚合物:0.2g,制得磷酸氯喹分子印迹聚合物修饰液;然后将上述溶液45μl滴加到步骤(2)制备的碳量子点修饰氮化镓糊电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得磷酸氯喹分子印迹电化学传感器。
实施例2
(1)氮化镓糊电极传感器的制备:在玛瑙研钵中,分别加入,纳米氮化镓:25g,氧化石墨烯:11g,1-丁基磺酸-2-甲基咪唑氯盐:5g,液体石蜡:5g,庚烷:5ml,研磨均匀,即得混合物碳糊;然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ4.5mm的玻璃管内,压实,干燥,用抛光粉打磨,抛光,去离子水洗涤,即得氮化镓糊电极传感器;
(2)碳量子点修饰氮化镓糊电极制备:在反应器中,分别加入,乙醇:83ml,γ-氨丙基三甲氧基硅烷:27g,碳量子点:7g,搅拌溶解,将抛光后的氮化镓糊电极放入,室温浸泡4h,温度升到50±2℃恒温反应2h,取出电极,用无水乙醇洗涤,干燥,得到碳量子点修饰氮化镓糊电极;
(3)磷酸氯喹分子印迹聚合物的制备:在反应器中,分别加入,乙醇:78ml,衣康酸:6g,4-氨基吡啶:10g,磷酸氯喹:6g,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯:8g,偶氮二异庚腈:2g,搅拌溶解,通氮气除氧15min,无氧氛围,60±2℃搅拌反应4~6h,固液分离,将得到的产物用加醇:盐酸体积比为6:1混合溶液浸泡8h,多次洗涤,除去模板分子,干燥,即得磷酸氯喹分子印迹聚合物;
(4)磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备:在反应器中,分别加入,丙酮:12ml,聚酰胺:0.3g,磷酸氯喹分子印迹聚合物:0.3g,制得磷酸氯喹分子印迹聚合物修饰液;然后将上述溶液40μl滴加到步骤(2)制备的碳量子点修饰氮化镓糊电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得磷酸氯喹分子印迹电化学传感器。
实施例3
(1)氮化镓糊电极传感器的制备:在玛瑙研钵中,分别加入,纳米氮化镓:27g,氧化石墨烯:9g,1-丁基磺酸-2-甲基咪唑氯盐:5g,液体石蜡:4g,庚烷:12ml,研磨均匀,即得混合物碳糊;然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ4.5mm的玻璃管内,压实,干燥,用抛光粉打磨,抛光,去离子水洗涤,即得氮化镓糊电极传感器;
(2)碳量子点修饰氮化镓糊电极制备:在反应器中,分别加入,乙醇:44ml,γ-氨丙基三甲氧基硅烷:12g,碳量子点:3g,搅拌溶解,将抛光后的氮化镓糊电极放入,室温浸泡4h,温度升到50±2℃恒温反应2h,取出电极,用无水乙醇洗涤,干燥,得到碳量子点修饰氮化镓糊电极;
(3)磷酸氯喹分子印迹聚合物的制备:在反应器中,分别加入,乙醇:78ml,衣康酸:10g,4-氨基吡啶:14g,磷酸氯喹:9g,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯:4g,偶氮二异庚腈:1g,搅拌溶解,通氮气除氧15min,无氧氛围,60±2℃搅拌反应4~6h,固液分离,将得到的产物用加醇:盐酸体积比为6:1混合溶液浸泡8h,多次洗涤,除去模板分子,干燥,即得磷酸氯喹分子印迹聚合物;
(4)磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备:在反应器中,分别加入,丙酮:12.5ml,聚酰胺:0.2g,磷酸氯喹分子印迹聚合物:0.2g,制得磷酸氯喹分子印迹聚合物修饰液;然后将上述溶液50μl滴加到步骤(2)制备的碳量子点修饰氮化镓糊电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得磷酸氯喹分子印迹电化学传感器。
实施例4
(1)氮化镓糊电极传感器的制备:在玛瑙研钵中,分别加入,纳米氮化镓:51g,氧化石墨烯:19g,1-丁基磺酸-2-甲基咪唑氯盐:14g,液体石蜡:6g,庚烷:15ml,研磨均匀,即得混合物碳糊;然后将其碳糊装入连有导线的内经为φ4.5mm的玻璃管内,压实,干燥,用抛光粉打磨,抛光,去离子水洗涤,即得氮化镓糊电极传感器;
(2)碳量子点修饰氮化镓糊电极制备:在反应器中,分别加入,乙醇:86ml,γ-氨丙基三甲氧基硅烷:28g,碳量子点:4g,搅拌溶解,将抛光后的氮化镓糊电极放入,室温浸泡4h,温度升到50±2℃恒温反应2h,取出电极,用无水乙醇洗涤,干燥,得到碳量子点修饰氮化镓糊电极;
(3)磷酸氯喹分子印迹聚合物的制备:在反应器中,分别加入,乙醇:81ml,衣康酸:7g,4-氨基吡啶:11g,磷酸氯喹:10g,二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯:5g,偶氮二异庚腈:3g,搅拌溶解,通氮气除氧15min,无氧氛围,60±2℃搅拌反应4~6h,固液分离,将得到的产物用加醇:盐酸体积比为6:1混合溶液浸泡8h,多次洗涤,除去模板分子,干燥,即得磷酸氯喹分子印迹聚合物;
(4)磷酸氯喹分子印迹电化学传感器的制备:在反应器中,分别加入,丙酮:12ml,聚酰胺:0.4g,磷酸氯喹分子印迹聚合物:0.15g,制得磷酸氯喹分子印迹聚合物修饰液;然后将上述溶液48μl滴加到步骤(2)制备的碳量子点修饰氮化镓糊电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得磷酸氯喹分子印迹电化学传感器。
实施例5
将上述实施例1~4所制备的磷酸氯喹分子印迹电化学传感器,用于磷酸氯喹的检测,步骤如下:
(1)标准溶液配制:配制一组包括空白标样在内的不同浓度的磷酸氯喹标准溶液,底液为ph7.2的磷酸盐缓冲溶液;
(2)工作曲线绘制:将ag/agcl为参比电极,铂丝电极为辅助电极,本发明制备的磷酸氯喹分子印迹电化学传感器为工作电极组成三电极系统,连接chi660b电化学工作站,在k3[fe(cn)6]溶液中,采用循环伏安法在-1.2~0.8v电位范围内进行检测,空白标样的响应电流记为i0,含有不同浓度的磷酸氯喹标准溶液的响应电流即为ii,响应电流降低的差值为△i=i0-ii,△i与磷酸氯喹标准溶液的质量浓度c之间呈线性关系,绘制△i~c工作曲线;
(3)磷酸氯喹的检测:用待测样品代替步骤(1)中的磷酸氯喹标准溶液,按照步骤(2)的方法进行检测,根据响应电流降低的差值△i和工作曲线,得到待测样品中磷酸氯喹的含量;
所述k3[fe(cn)6]溶液的浓度为5.0mmol/l;
所述ph7.2的磷酸盐缓冲溶液的浓度在80mmol/l。