[發明專利]基于新型印跡識別的甲硝唑電化學傳感器及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201510638279.0
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105181780B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 鄧健;肖妮;李輝;梁俊;程健琳;琚賽琴
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 楊代禎

一種基于新型印跡識別的甲硝唑電化學傳感器及制備方法與應用，其傳感器的制備方法包括如下步驟：將石墨粉和石蠟油混勻成碳糊，制成碳糊電極，置于硫酸溶液中電位循環掃描，制成導電膜碳糊電極；將APTMS、TEOS、2?乙氧基乙醇、含甲硝唑的2?乙氧基乙醇溶液、NaOH溶液和去離子水按配比制成的溶膠滴涂到導電膜碳糊電極表面，得到雙層異質分子印跡聚合物膜修飾碳糊電極，再與電化學裝置連接組裝成本發明傳感器。本發明傳感器具有增強的印跡識別能力和廣泛的適用性，具有靈敏度高、選擇性好、線性范圍寬、精密度和準確度高、檢測費用低、環境友好、易于便攜化和適用于現場監測等特點，且制備工藝簡單、成本低廉、使用壽命長。

技術領域

本發明屬于臨床分析及食品安全監控領域，特別涉及基于新型印跡識別，即基于雙層異質分子印跡聚合物的甲硝唑電化學傳感器及制備方法與在醫藥、臨床、食品及其相關產品(如飼料等)硝基咪唑類藥物分析監測中的應用。

背景技術

甲硝唑屬于5-硝基咪唑類藥物(其中.英文名稱和結構見圖1)，具有抗菌和抗原蟲活性，常用于治療人類滴蟲病、梨形鞭毛蟲病、阿米巴性肝膿腫等疾病。研究表明，過度使用或濫用甲硝唑藥物，會造成其在人體內蓄積，達到或超過一定量后會誘發癲癇、周圍神經病變及紊亂等疾病。甲硝唑也用于防治家禽的滴蟲病、豬的出血性下痢及厭氧菌感染，同時還具有促生長和提高飼料喂養效率的作用。若被不合理使用及濫用于畜禽飼料或添加劑中，則可能導致可食性動物組織中的藥物殘留，造成食品安全隱患，最終損害人類健康。我國、歐盟和美國等均禁止甲硝唑等藥物用于食品動物。因此，檢測醫藥、體液、食品動物及飼料等相關產品中甲硝唑含量，對醫藥、臨床醫療和保障食品質量安全都具有重要的現實意義。已報道的甲硝唑測定方法主要有分光光度法、色譜法、免疫檢測法及電化學法等。這些方法或選擇性、靈敏度難以達到實際測定的要求，或儀器設備昂貴，難以推廣應用。

甲硝唑的化學結構式、中英文名稱和英文縮寫

人體或食品中殘留的甲硝唑一般含量甚微，屬于微量或痕量分析范疇。而在眾多微/痕量檢測新技術的研究中，傳感器技術由于具有高選擇性、低檢出限、簡便快捷、適合現場監測等特性，一直是分析化學領域中最受關注的熱點；作為傳感器的識別元件——能選擇性識別和響應目標分析物的敏感膜，又是研究的核心和必須解決的關鍵問題。已報道的這類識別元件主要有兩大類：一類是酶、抗體、受體、核酸等；以這類天然產物為識別元件的傳感器具有優良的選擇性，但也存在穩定性差、使用壽命短等不足。另一類是具有仿生功能的人工合成化合物，其中最受關注的當屬分子印跡聚合物(molecularly imprintedpolymer,MIP)。該技術模擬天然受體與靶標分子之間“鎖與鑰匙”的相互作用模式，使MIP與模板分子再結合時具有了分子記憶功能，可選擇性識別和響應目標分析物。傳統MIP通常利用單烯烴衍生物作為功能單體，在模板分子存在下，與交聯劑通過自由基聚合反應來制備。用該法及改良法制備的MIP雖然賦予傳感器較高的識別選擇性，但有模板洗脫難、傳質效率低及溶劑致溶脹性等缺點。

解決這些問題的替代方法是通過溶膠-凝膠法制備分子印跡聚硅氧烷(molecularly imprinted siloxane,MIS)。基于MIS的傳感器除了兼備傳統MIP傳感器的優點外，最突出特點是其增強的親水性使印跡位點在水溶液中與模板分子再結合能力不受影響，且幾無溶劑導致的溶脹性。但MIS的絕緣性在很大程度上仍將影響傳感器的傳導效率。

近年來出現的電聚合法制備MIP技術，能在任何形狀的電極表面牢固地沉積一層結構均一、密度和厚度可控的分子印跡膜，并且使該敏感膜與轉換器間的直接作用成為可能。此法一般適用于絕緣型MIP修飾電極測定在MIP制備條件下無電活性的物質。如果模板有電活性，則自身可能發生電化學反應而改變其結構；另一方面，導電型MIP雖可實現敏感膜與電極之間的直接傳導，但模板或探針分子若不經印跡識別，直接在導電膜表面發生反應，則會降低導電型MIP傳感器的選擇性。