[發明專利]基于聚電解質復合膜電極檢測亞硝酸根離子的方法及應用

有效

• 申請號: 201710041603.X
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106872543B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 寧靜恒;劉龍;侯蓉;王敏;張偉鋒;李佼佼
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種聚電解質復合膜修飾電極，尤其涉及其對亞硝酸根離子（NO₂^?）的電化學檢測及應用。所述復合膜電極是指，在玻碳電極（GCE）表面涂漬聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDADMAC）溶液和纖維素硫酸鈉（NaCS）溶液，二者發生界面絡合獲得聚電解質復合物（NaCS/PDADMAC）的同時在電極表面平鋪成膜，從而獲得聚電解質復合膜電極（NaCS/PDADMAC/GCE）。本發明的聚電解質復合膜電極對亞硝酸根離子（NO₂^?）表現出優異的電化學響應，其檢測線性范圍為4.0×10^?8~1.5×10^?4 mol L^?1，線性方程為Ipa=0.01027[C]+0.02771，檢出限達5.2×10^?9 mol L^?1(3 N/S)，且檢測不受其它離子的干擾，具有較高的靈敏性，具有良好的抗干擾性。此外，本方法工藝簡單，操作條件溫和，并且可以應用于熟食肉制品火腿腸中痕量NO₂^?的高靈敏檢測。

技術領域

本發明屬于電化學分析技術領域，具體涉及一種聚電解質復合膜電極檢測NO₂^-的方法及應用。

背景技術

亞硝酸根廣泛存在于土壤、食品及天然水中，是一種劇毒物質，成人攝入0.2-0.5克即可引起中毒，3克即可致死。一定條件下在胃部，亞硝酸鹽可與食品中或體內自有的仲胺酰胺類物質發生反應，生成具有強致癌性的亞硝胺類物質，過量的亞硝胺聚集胃部可能引起胃癌。同時，血液中若含過量亞硝酸鹽，能將正常攜氧的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，使其失去攜氧能力而引起組織缺氧，導致高鐵血紅蛋白癥。因此，為了環境、食品安全及身體健康，準確檢測亞硝酸鹽含量的研究具有極其重要的意義。

近年來國內外已報道了多種亞硝酸根離子的檢測方法，如流動注射分析、熒光分析法、離子色譜法、化學發光法、毛細管電泳及氣質聯用法，這些方法雖然能夠實現亞硝酸根離子的檢測，但儀器昂貴、樣品前處理復雜，不易推廣使用。與此相比，電化學分析法具有儀器價格低廉、操作簡單、電極材料易制備、靈敏度高、檢測分析速度快等優點。聚陽離子聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）與聚陰離子纖維素硫酸鈉（NaCS），一經混合可迅速自發絡合生成聚電解質復合物NaCS/PDMDAAC，其突出的成膜能力使之可以方便快捷地形成小孔徑、高機械強度的生物膜，目前在細菌和真菌固定化、微藻固定化、藥物傳輸、膜系統等方面已有應用，但在電化學傳感器方面尚未有報道。鑒于PDMDAAC和NaCS良好的導電性能和成膜能力，二者均無毒、價廉、方便易得，本發明擬將其復合成膜修飾玻碳電極（GCE），以構筑檢測NO₂^-的新型電化學傳感器。

綜上所述，本發明通過操作極其簡單的涂漬法，將聚陽離子PDADMAC與聚陰離子NaCS滴涂在GCE表面，二者迅速發生界面絡合反應生成聚電解質復合物NaCS/PDADMAC，該復合物同步在電極表面平鋪成膜，從而同時修飾玻碳電極獲得聚電解質復合膜電極，即聚二甲基二烯丙基氯化銨/纖維素硫酸鈉/玻碳電極(NaCS/ PDADMAC/GCE)。本發明利用該新型聚電解質復合膜修飾玻碳電極，對NO₂^-在該電極的電化學氧化行為進行了研究，發現其對NO₂^-表現出優異的電化學響應，檢測線性范圍為4.0×10^-8~1.5×10^-4 mol L^-1，線性方程為Ipa=0.01027[C]+0.02771，檢出限達5.2 ×10^-9 mol L^-1(3 N/S)，且且檢測不受其它離子的干擾，具有良好靈敏性和抗干擾性。同時，利用該電極對熟肉制品火腿腸中NO₂^-的含量進行了測定，取得令人滿意的結果。因此，本發明有望開發一種新型亞硝酸根離子電化學傳感器，廣泛應用于環境、食品、生物、醫學領域中亞硝酸根離子含量的安全監測和分析。

發明內容