一種過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極以及基于該電極的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及食品中獸藥殘留檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極以及基于該電極的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氯霉素類抗生素，是一類包括氯霉素以及一系列氯霉素衍生物的廣譜高效抗菌性藥物，廣泛用于動(dòng)物各種細(xì)菌性傳染疾病的治療。醫(yī)學(xué)研宄表明，食品中的氯霉素類藥物殘留對(duì)人體有嚴(yán)重的副作用，長(zhǎng)期微量攝入會(huì)使一些致病菌產(chǎn)生耐藥性，引起機(jī)體正常菌群失調(diào)，使人容易感染各種疾病。此外，氯霉素類藥物對(duì)人的骨髓細(xì)胞、肝細(xì)胞具有毒性作用。我國(guó)農(nóng)業(yè)部2002年發(fā)布《食品動(dòng)物禁用的獸藥及其他化合物清單》，禁止給所有食品動(dòng)物使用氯霉素。但由于氯霉素價(jià)格低廉、抑菌效果好，目前仍有人在違規(guī)使用。因此，檢測(cè)動(dòng)物源性食品中的氯霉素殘留量對(duì)食品質(zhì)量監(jiān)控和消費(fèi)者健康保障具有重要意義。
[0003]目前，氯霉素殘留的檢測(cè)方法主要有微生物法、色譜法、光譜法、免疫分析和電化學(xué)傳感分析等快速檢測(cè)方法。微生物法經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便、容易操作，但其敏感性和特異性低，而且由于其結(jié)果會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性，容易引起誤判。色譜法具有靈敏度高、準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，但是專業(yè)性強(qiáng)、成本較高、樣品前處理操作復(fù)雜，不適合進(jìn)行大批量樣品的快速篩選檢測(cè)。光譜法具有成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但其選擇性較低，而且近紅外光譜法需要結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，專業(yè)性強(qiáng)。免疫分析法快速靈敏、特異性強(qiáng)、適于大批量樣品的快速篩選檢測(cè)，但所用抗體的制備過(guò)程繁瑣耗時(shí)、測(cè)定成本高。電化學(xué)傳感分析法具有快速靈敏、操作簡(jiǎn)便、易于微型化和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分析等特點(diǎn)，在氯霉素殘留快速檢測(cè)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，氯霉素的生物電化學(xué)傳感檢測(cè)和分子印跡仿生傳感檢測(cè)方法取得了一定的突破，但是生物分子價(jià)格昂貴，且環(huán)境耐受性差。雖然分子印跡聚合物克服了生物分子的上述缺陷，但尋找合適的功能單體和洗脫劑的過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中氯霉素殘留檢測(cè)技術(shù)的不足，提供一種用于食品中氯霉素殘留檢測(cè)的過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是，提供一種基于過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法。
[0006]一種過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極，通過(guò)包含如下步驟的方法制備得到:
51.將玻碳電極置于多巴胺溶液中，在室溫條件下避光反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，取出電極用超純水充分淋洗，得聚多巴胺修飾電極；
52.將堿溶液置于電解杯中，通氮除氧后，以聚多巴胺修飾電極為工作電極，鉑絲電極為輔助電極，Ag/AgCl電極為參比電極，將三電極系統(tǒng)置于堿溶液中，分別通過(guò)電極線連接于電化學(xué)分析儀，用循環(huán)伏安法對(duì)聚多巴胺修飾電極進(jìn)行電化學(xué)處理，即得過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極。
[0007]本發(fā)明所述的過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極相對(duì)于聚多巴胺修飾電極而言，通過(guò)過(guò)氧化處理使聚多巴胺所帶的負(fù)電荷增加，與溶液中帶正電荷的氯霉素分子之間的靜電吸引作用力增強(qiáng)，氯霉素分子更容易到達(dá)電極表面進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。因此，氯霉素在過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極上的響應(yīng)電流明顯增強(qiáng)，可大大降低氯霉素的檢出限，提高檢測(cè)的靈敏度。
[0008]此外，本發(fā)明制備得到的過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極對(duì)氯霉素具有良好的選擇性。經(jīng)檢測(cè)，濃度為氯霉素濃度10倍的硫酸慶大霉素、青霉素鉀、新霉素硫酸鹽、鹽酸金霉素、鹽酸強(qiáng)力霉素、甲砜霉素均不干擾氯霉素的測(cè)定。
[0009]優(yōu)選地，S1.中所述的多巴胺溶液通過(guò)如下方法配置得到:將多巴胺溶解在pH值為8.2-8.8的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液(Tris-HCl)或pH值為6.8-7.4的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中。
[0010]優(yōu)選地，所述的多巴胺溶液中多巴胺的濃度為1~4 mg/mL ;Tris_HCl或PBS的濃度為 5—10 mmol/Lo
[0011]優(yōu)選地，S1.中所述的避光反應(yīng)，其反應(yīng)時(shí)間為2~20 h。
[0012]優(yōu)選地，S1.中所述的室溫是指15~30° C。
[0013]優(yōu)選地，S2.中所述的堿溶液是濃度為0.1-0.5 mo I/L的NaOH或KOH溶液。
[0014]優(yōu)選地，S2.中所述的通氮除氧，其時(shí)間為10~30 min。
[0015]優(yōu)選地，S2.中所述循環(huán)伏安法的具體條件為:在-1.5-1.0 V電壓范圍內(nèi)，以50mV/s的掃速循環(huán)伏安掃描5~8圈，將處理后的電極用超純水充分淋洗，即得。
[0016]一種基于過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法，使用本發(fā)明所述的過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極，通過(guò)直接測(cè)定氯霉素在過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極上的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)得到待測(cè)溶液中氯霉素的濃度。
[0017]優(yōu)選地，所述的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法為:檢測(cè)氯霉素時(shí)，以過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極為工作電極，采用方波伏安法直接測(cè)定氯霉素在-0.65 V的還原電流。
[0018]最優(yōu)選地，所述的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法為:檢測(cè)氯霉素時(shí)，以濃度為0.05-0.2mo I/L的PBS(pH值為6.8-7.4)為背景溶液，通氮除氧10~30 min ;當(dāng)溶液中含有氯霉素時(shí)，靜電吸引和氫鍵作用力使氯霉素分子到達(dá)過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極的表面，從而可以在電極上獲得氯霉素的還原電流，該還原電流與溶液中氯霉素的濃度成正比；根據(jù)電流與氯霉素濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，用于待測(cè)樣品中氯霉素含量的測(cè)定。
[0019]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(I)利用電化學(xué)方法測(cè)定氯霉素，克服了色譜等大型分析儀器測(cè)定成本高、現(xiàn)場(chǎng)分析能力差的缺點(diǎn)，具有樣品前處理簡(jiǎn)單、試劑消耗量少、靈敏度高、快速簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可為微型、靈敏的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)儀器的發(fā)明提供依據(jù)。
[0020](2)使用過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極，通過(guò)直接測(cè)定氯霉素的還原電流進(jìn)行檢測(cè)，制備方法和檢測(cè)方法快速簡(jiǎn)便、成本低廉。
[0021 ] (3 )本發(fā)明建立的氯霉素電化學(xué)檢測(cè)方法，選擇性好、線性范圍寬，可用于牛奶和蜂蜜等食品樣品中氯霉素殘留的快速檢測(cè)。
[0022](4)本發(fā)明中玻碳電極的修飾方法可推廣至絲網(wǎng)印刷電極等微電極，進(jìn)一步開發(fā)微型檢測(cè)儀器。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為實(shí)施例1中聚多巴胺修飾電極(a)和過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極(b)在0.1mmol/L氯霉素溶液中的方波伏安圖。
[0024]圖2為實(shí)施例1中過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極測(cè)定不同濃度(a.0.003, q.1.1mmol/L)氯霉素溶液的方波伏安圖；插圖為還原電流與氯霉素濃度的關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例對(duì)本發(fā)明不做任何形式的限定。
[0026]實(shí)施例中所用試劑均為分析純，所有溶液均用超純水配制。
[0027]實(shí)施例1
1.制備過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極
多巴胺溶液的配制:將多巴胺溶解在pH值為8.5的10 mmol/L Tris-HCl中，其中，多巴胺的濃度為2 mg/mL。
[0028]聚多巴胺修飾電極的制備:將直徑為3 mm的玻碳電極在拋光絨毛墊上依次用1.0、0.3和0.05 μπι的Al2O3拋光粉拋光，每一步均用超純水洗凈，然后依次在1:1 HNO3溶液、無(wú)水乙醇和超純水中分別超聲清洗3~5 min,再將電極置于0.5 mol/L硫酸溶液中，在-1.0-+1.0 V電位區(qū)間內(nèi)，以50 mV/s進(jìn)行循環(huán)伏安掃描直到獲得穩(wěn)定的循環(huán)伏安響應(yīng)為止，將電極取出用超純水淋洗待用。將新鮮配制的多巴胺溶液置于小燒杯中，將上述預(yù)處理的玻碳電極置于多巴胺溶液中，室溫條件下避光反應(yīng)2.5 h，取出電極用超純水充分淋洗。
[0029]過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極的制備:將0.5 mol/L的NaOH溶液置于電解杯中，通氮除氧15 min后，以聚多巴胺修飾電極為工作電極，鉑絲電極為輔助電極，Ag/AgCl電極為參比電極，將三電極系統(tǒng)置于堿溶液中，分別通過(guò)電極線連接于電化學(xué)分析儀，在-1.5-1.0 V電壓范圍內(nèi)，以50 mV/s的掃速循環(huán)伏安掃描6圈，將處理后的電極用超純水充分淋洗。
[0030]為考察對(duì)聚多巴胺修飾電極進(jìn)行過(guò)氧化處理的作用，使用過(guò)氧化處理前后的聚多巴胺修飾電極對(duì)0.1 mmol/L氯霉素溶液(pH 7.0 PBS配制)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖1所示。氯霉素在過(guò)氧化聚多巴胺修飾電極上的響應(yīng)電流明顯增強(qiáng)