檢測(cè)食品中香草醛的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極及檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種食品中香草醛的檢測(cè)方法，屬于分析化學(xué)領(lǐng)域或食品安全領(lǐng)域。以石墨烯負(fù)載氧化亞銅鈉米粒子復(fù)合膜修飾乙炔黑電極為工作電極，利用電化學(xué)方法對(duì)食品中的香草醛進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明的檢測(cè)方法具有線性范圍寬、靈敏度高、檢出限低的優(yōu)點(diǎn)，且該方法操作簡(jiǎn)單、測(cè)定快速、檢測(cè)成本低、結(jié)果準(zhǔn)確。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
檢測(cè)食品中香草醛的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電 極及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域或食品安全領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)食品中香草醛的石 墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 香草醛，別名香蘭素，化學(xué)名3-甲氧基-4-羥基苯甲醛，具有香莢蘭香氣及濃郁的 奶香，是食品工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的香料之一，還可作為保鮮劑及醫(yī)藥等工業(yè)的原料。天然香 草醛可以從香子蘭的花莢中提取，但這樣得到的香草醛量少而價(jià)高。香草醛目前主要由化 學(xué)方法制備，但是化學(xué)合成的香草醛沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且大劑量食用時(shí)可導(dǎo)致頭痛、惡心、嘔 吐、呼吸困難，甚至損傷肝、腎等。因此衛(wèi)生部對(duì)食品中香草醛的含量做出了嚴(yán)格的規(guī)定。然 而，在巨大利益的驅(qū)使下，一些不法商販在食品中濫用香草醛的現(xiàn)象仍屢禁不止。因此，建 立快速可靠、操作簡(jiǎn)便、成本低廉的檢測(cè)食品中香草醛的方法具有重要的意義。
[0003]目前已有一系列方法可用于香草醛的測(cè)定，比如色譜法（氣相色譜、高效液相色 譜、薄層色譜）、光度法、流動(dòng)注射-化學(xué)發(fā)光法、熒光法、毛細(xì)管電泳法、極譜法、離子選擇電 極法等。電化學(xué)方法具有樣品前處理簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單、成本低、靈敏度高、選擇 性好等優(yōu)點(diǎn)，且儀器便于攜帶、有利于實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，因此用電化學(xué)方法作為檢測(cè)手段具有 潛在的市場(chǎng)價(jià)值，越來(lái)越受科研工作者關(guān)注。由于香草醛具有電化學(xué)活性，近年來(lái)用電化學(xué) 方法對(duì)香草醛進(jìn)行測(cè)定也有一些研究，但香草醛的電化學(xué)活性較差，且氧化產(chǎn)物容易在常 規(guī)電極表面吸附影響測(cè)定的重現(xiàn)性。目前國(guó)內(nèi)外用于香草醛測(cè)定主要采用化學(xué)修飾電極。 這些方法有的靈敏度不高，有的線性范圍較窄（線性范圍在一個(gè)數(shù)量級(jí)左右），有的需要繁 瑣的電極制備過(guò)程，有的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較差。因此尋找合適的修飾劑，建立靈敏度高、選 擇性好、線性范圍寬、檢出限低的測(cè)定香草醛的新方法具有重要的意義。
[0004] 選用納米材料制備修飾電極是近年來(lái)電化學(xué)分析的發(fā)展趨勢(shì)。石墨烯是由碳原子 通過(guò)sp2雜化形成的平面二維納米材料，具有大的比表面積，較快的電子傳遞速率及良好的 生物相容性，是優(yōu)異的電化學(xué)傳感材料，此外，石墨烯還能和大量的無(wú)機(jī)及有機(jī)物復(fù)合成新 材料，各組分的協(xié)同作用讓石墨烯復(fù)合材料擁有比單一材料更優(yōu)異的性能，基于石墨烯納 米復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及性能研究是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
[0005] 金屬氧化物納米材料因其電催化性能好、成本低和穩(wěn)定性高在構(gòu)建電化學(xué)傳感器 方面?zhèn)涫荜P(guān)注。氧化亞銅(Cu20)是一種典型的環(huán)境友好型p型半導(dǎo)體，其特殊的電子結(jié)構(gòu)使 得Cu 20表現(xiàn)出很多優(yōu)異的性能，已被運(yùn)用于太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化、鋰離子電池和光催化等領(lǐng)域，但涉 及到將Cu20應(yīng)用于電化學(xué)傳感器的研究還很少，目前只有少量文獻(xiàn)報(bào)道用Cu 20檢測(cè)H202、葡 萄糖、對(duì)乙酰氨基酚、酪氨酸和N02,利用Cu 20測(cè)定香草醛還未見(jiàn)報(bào)道。
[0006] 石墨烯雖然具有非常優(yōu)異的性質(zhì)，但其表面呈惰性狀態(tài)，因此石墨烯與其它的介 質(zhì)（如溶劑）的相互作用比較弱，并且由于石墨烯片層之間有比較強(qiáng)的范德華力，容易聚集， 因此有必要對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化改性以增加其分散性，充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)良性能和擴(kuò)大 石墨烯的應(yīng)用范圍。本發(fā)明利用電化學(xué)還原的方法制備石墨烯-Cu20納米復(fù)合材料，不僅解 決了石墨烯容易團(tuán)聚的問(wèn)題，而且綠色、環(huán)保、快速。將制備的修飾電極用于食品中香草醛 的檢測(cè)，測(cè)定的靈敏度高、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、線性范圍寬、檢測(cè)限低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，提供一種檢測(cè)食品中香草醛(含量）的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合 膜修飾乙炔黑電極及檢測(cè)方法，解決儀器價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、不易普及的問(wèn)題，為質(zhì)檢部 門(mén)或生產(chǎn)廠家提供一種快速準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、成本低廉的香草醛定量分析方法。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0009] 1. 一種檢測(cè)食品中香草醛的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極，其包括乙 炔黑基底電極，在乙炔黑基底電極上形成的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜。
[0010] 2.根據(jù)以上第1項(xiàng)所述的電極，其中，石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極是 通過(guò)以下步驟制備：
[0011 ] 稱(chēng)取氧化亞銅納米粒子加入適量去離子水中，混合(超聲波處理），配制成l-20mg/ m L的分散液，優(yōu)選2~5 m g / m L的分散液；稱(chēng)取氧化石墨溶于適量去離子水中配制成0.1~ 100mg/mL，優(yōu)選0.5-1.5mg/mL，更優(yōu)選約lmg/mL的水分散液，超聲剝離(超聲波處理），然后 進(jìn)行離心，取上層清液，獲得氧化石墨烯水溶膠;將氧化亞銅水分散液加入到氧化石墨烯水 溶膠中，混合(超聲波處理），即制得氧化石墨烯-氧化亞銅納米粒子復(fù)合液；
[0012] 其中，按照氧化亞銅:氧化石墨稀重量比=1:40~1:5,優(yōu)選1:25~1:10,更優(yōu)選1: 20~1:15的比例將氧化亞銅水分散液加入到氧化石墨烯水溶膠中，
[0013] 將上述復(fù)合液滴涂到乙炔黑基底電極表面，并烤干，制得氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù) 合膜修飾乙炔黑電極；
[0014] 以氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極為工作電極，鉑絲電極為對(duì)電極， 飽和甘汞電極為參比電極，組成三電極體系，并將其進(jìn)行電還原（例如共同浸入NaH 2P〇4-Na2HP〇4緩沖溶液中電還原），得到石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極。
[0015] 3.根據(jù)以上第1或2項(xiàng)所述的電極，其中，乙炔黑基底電極通過(guò)以下步驟制備：
[0016] 稱(chēng)取乙炔黑粉和固定石蠟，其質(zhì)量比為3~5:1，加熱使固定石蠟融化，將兩者攪拌 均勻，趁熱取適量填入電極中，拋光至電極表面光滑平整，用去離子水沖洗，即可得到乙炔 黑電極。所述電極包括外殼和位于外殼內(nèi)的銅棒，所述外殼前端設(shè)有空腔，空腔內(nèi)填充有乙 炔黑粉和固定石蠟的混合物。
[0017] 4.-種香草醛的電化學(xué)檢測(cè)裝置，其包括電化學(xué)測(cè)試儀，該電化學(xué)測(cè)試儀以石墨 烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲電 極作為對(duì)電極組成三電極體系。
[0018] 5. -種檢測(cè)食品中香草醛的方法，該方法包括：
[0019] (A)使用包括權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電極的電化學(xué)檢測(cè)裝置檢測(cè)待測(cè)樣品 的峰電流值；
[0020] (B)通過(guò)用系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)香草醛溶液制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)以下線性回歸 方程根據(jù)步驟(A)測(cè)定的峰電流值來(lái)測(cè)定待測(cè)樣品的香草醛含量：
[0021] i = 2 · 5219c+0 · 0095，其中，香草醛濃度在0 · ΟΙμΜ~ΙΟμΜ范圍內(nèi)；
[0022] i = 0 · 6076c+19 · 864，其中，香草醛濃度在ΙΟμΜ~100μΜ范圍內(nèi)；
[0023]式中，i為峰電流值，單位μΑ，c為香草醛濃度，單位μΜ，線性相關(guān)系數(shù)分別為R = 0.9992和0.9963。檢出限為8.〇11]\1(5/^=3)。
[0024]在一個(gè)具體實(shí)施方案中，工作電極制備如下：
[0025] (1)乙炔黑基底電極的制備：
[0026]稱(chēng)取一定量的乙炔黑粉和固定石蠟，其質(zhì)量比為3~5:1，稍微加熱使固定石蠟融 化，將兩者攪拌均勻，趁熱取適量填入電極中，拋光至電極表面光滑平整，用去離子水沖洗， 即可得到乙炔黑電極。
[0027]步驟（1)所述電極，包括外殼和位于外殼內(nèi)的銅棒，其特征在于，所述外殼前端設(shè) 有空腔，空腔內(nèi)填充有乙炔黑粉和固定石蠟的混合物，所述外殼直徑為例如6mm，長(zhǎng)度為例 如6cm，所述空腔直徑為例如3mm，深度為例如2mm，但不限于此。
[0028] (2)氧化石墨烯-氧化亞銅納米粒子復(fù)合液的制備：
[0029]稱(chēng)取一定量的氧化亞銅納米粒子加入適量去離子水中，超聲波處理，配制成1-20mg/mL的分散液，優(yōu)選2~5mg/mL的分散液。稱(chēng)取一定量的氧化石墨溶于適量去離子水中 配制成lmg/mL的水分散液，超聲剝離，然后進(jìn)行離心，取上層清液，獲得氧化石墨烯水溶膠； 將氧化亞銅水分散液加入到氧化石墨烯水溶膠中，超聲波處理，即制得氧化石墨烯-氧化亞 銅納米粒子復(fù)合液。
[0030] 步驟(2)所述氧化石墨稀為市售或通過(guò)改良的Hummers方法制備。氧化亞銅納米粒 子參照文獻(xiàn)方法化16〇1：1'〇〇11；[111；[03 4(^3 88(2013)59-65)制備。氧化亞銅納米粒子水分散 液和氧化石墨烯水溶膠混合的體積比為0. 5~1.5:40。
[0031] (3)將步驟(2)中的復(fù)合液滴涂到步驟(1)制備的乙炔黑基底電極表面，并烤干，制 得氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極。
[0032] 步驟(3)所述復(fù)合液滴涂量為2~15yL，優(yōu)選5~1 OyL。
[0033] (4)以氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極為工作電極，鉑絲電極為對(duì)電 極，飽和甘汞電極為參比電極，組成三電極體系，并將其共同浸入NaH2P〇4_Na2HP〇4緩沖溶液 中進(jìn)行電還原，得到石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極。
[0034] 優(yōu)選地，步驟(4)所述石墨烯是氧化石墨烯通過(guò)恒電位還原而形成，所述電還原是 恒電位還原，還原電位為-0.8~-1.7V，優(yōu)選-1.0~-1.5V，還原時(shí)間為60~600s，優(yōu)選100-300s(秒）；所述NaH2P〇4-Na 2HP〇4緩沖溶液的pH值為5.0~6.5。
[0035] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，標(biāo)準(zhǔn)曲線通過(guò)以下步驟制備：
[0036]香草醛標(biāo)準(zhǔn)液的配制：
[0037] (1)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制:準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的香草醛固體，先用少量乙醇溶解，再用 去離子水在一定體積的容量瓶中稀釋定容，配成濃度為1 X l(T2m〇l/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，將其置 于棕色瓶中在4°C的冰箱中保存。
[0038] (2)標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制：用吸量管準(zhǔn)確移取一定量的步驟（1)中的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用 去離子水逐級(jí)稀釋定容，得到濃度范圍為1 X KTVol/L~1 X l(T3mol/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液。標(biāo)準(zhǔn) 工作液在使用前用去離子水臨時(shí)配制。
[0039] (3)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的配制：用吸量管準(zhǔn)確移取一定量的步驟(2)中的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn) 工作液加入10mL容量瓶中，加入1. OmL濃度為1111〇1/1的賊〇4溶液作為支持電解質(zhì)，再加入適 量去離子水稀釋定容，得到一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液。所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度范圍為1 X 10_9mol/L~1 X 10_4mol/L，支持電解質(zhì)H2S〇4在測(cè)試液中的濃度為0. lmol/L。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液 在使用前臨時(shí)配制。
[0040] 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：
[0041] 將以上步驟(3)中配制的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液分別倒入電解池中，將本發(fā)明的 石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲 電極作為對(duì)電極組成三電極體系，將三電極連接好電化學(xué)測(cè)試儀，再將三電極插入到標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試液中，采用伏安法在最佳測(cè)試條件下進(jìn)行測(cè)試，記錄不同濃度的香草醛標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng) 的峰電流值。每次測(cè)量結(jié)束后，電極均需清洗以保證數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性。得到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理后 用峰電流的平均值對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。峰電流與香草醛濃度在ο.ο?μΜ ~ΙΟμΜ和ΙΟμΜ~100μΜ范圍內(nèi)分兩段呈良好的線性關(guān)系，所得線性回歸方程分別為i = 2.5219〇+0.0095和1 = 0.6076〇+19.864，式中，丨為峰電流值，單位以六，(：為香草醛濃度，單位4 Μ，線性相關(guān)系數(shù)分別為R = 0.9992和0.9963，檢出限為8.0nM( S/N=3)。
[0042] 樣品檢測(cè)：
[0043] 將需要檢測(cè)的樣品進(jìn)行常規(guī)預(yù)處理，按照上述的實(shí)驗(yàn)條件測(cè)定樣品對(duì)應(yīng)的峰電流 值，按照以上的線性回歸方程計(jì)算即可獲得待測(cè)樣品中香草醛含量。
[0044]優(yōu)選地，電化學(xué)測(cè)試儀為JP-303E型極譜分析儀(成都儀器廠），所述伏安法為二階 導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安法，所述的最佳測(cè)試條件為支持電解質(zhì)為H2S〇4,支持電解質(zhì)濃度為 0.1m〇l/L，富集電位為0.0V，富集時(shí)間為90s，所述電極的清洗是將電極置于0.1m 〇l/L的鄰 苯二甲酸氫鉀溶液中，于0.0V~1.2V的電位范圍內(nèi)掃描2~5次至無(wú)峰。
[0045] 優(yōu)選地，二階導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安法的參數(shù)設(shè)定如下：導(dǎo)數(shù)值為2,掃描速率為 100mV/s，起始電位為0.0 V，終止電位為1.2V，富集電位為0.0V，富集時(shí)間為90 s，靜止時(shí)間為 5s〇
[0046] 本發(fā)明的有益效果：
[0047] (1)與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明是采用電化學(xué)還原法制備石墨烯-氧化亞銅納米復(fù)合 材料。與現(xiàn)有的采用物理吸附、原位還原和一步合成的方法(Electrochimica Acta 88 (2013)59-65、Microchimica Acta 173(2011)103_109、Sensors and Actuators B 173 (2012)530-539)相比，物理吸附和原位還原法需要先制備石墨烯，由于石墨烯表面呈化學(xué) 惰性，容易團(tuán)聚，因此制備時(shí)都要將石墨烯功能化以改善其在水溶液中的分散性。一步合成 法也需要在聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)的存在下，將氧化石墨烯與制備氧化亞銅的前 體鹽混合，在較高的溫度下用水合肼還原。一步合成法與前兩種方法相比，不僅水合肼用量 增加，且高溫條件易導(dǎo)致Cu 20結(jié)構(gòu)的坍塌。與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)材料復(fù)合方 式，使氧化石墨烯和氧化亞銅納米粒子可以均勻分散在同一體系中，且氧化石墨烯表面大 量的含氧官能團(tuán)使復(fù)合材料具有很好的潤(rùn)濕性、表面活性和成膜性，這樣得到的修飾液在 電極表面烤干的時(shí)候成膜效果更好。而且本發(fā)明通過(guò)電化學(xué)還原方法制備石墨烯-氧化亞 銅納米復(fù)合材料，與文獻(xiàn)報(bào)道相比不僅條件溫和可控，而且避免使用有毒的化學(xué)試劑，更綠 色、快速、環(huán)保。
[0048] (2)氧化石墨烯表面含有豐富的親水性官能團(tuán)，在水溶液中分散性好，同時(shí)，氧化 石墨烯大的表面積為氧化亞銅納米粒子的固載提供了可能，提高了氧化亞銅納米粒子的分 散度和穩(wěn)定性。通過(guò)探索氧化石墨烯和氧化亞銅混合的最佳配比，兩者可形成均一穩(wěn)定的 溶膠，更有利于充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異特性和氧化亞銅納米粒子的催化活性。
[0049] (3)傳統(tǒng)碳糊電極的制備通常采用碳粉和石墨粉為導(dǎo)電材料，液體石蠟、凡士林、 硅油為粘合劑。本發(fā)明采用乙炔黑代替碳粉和石墨粉，固體石蠟為粘合劑制備電極。乙炔黑 是炭黑的一種，是烴類(lèi)物質(zhì)不完全燃燒或裂解的產(chǎn)物，具有鏈狀結(jié)構(gòu)，是由平均直徑為2-3nm的球狀或鏈狀粒子聚積而成的，具有比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、表面活性好、導(dǎo)電性高 等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用乙炔黑電極作基底電極，與其它基底電極(玻碳電極、石墨 電極、金電極)相比，其顯著的優(yōu)點(diǎn)是背景電流小，更有利于痕量物質(zhì)的檢測(cè)。本發(fā)明制備的 電極，有機(jī)地結(jié)合了氧化亞銅優(yōu)異的催化特性和石墨烯、乙炔黑良好的導(dǎo)電性，不僅靈敏度 高、檢出限低、電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好，而且制備方法在技術(shù)上簡(jiǎn)單可行、價(jià)格便宜，為實(shí) 用性電化學(xué)傳感器的制備提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
[0050] (4)文獻(xiàn)報(bào)道香草醛的氧化產(chǎn)物容易在電極表面吸附影響測(cè)定的重現(xiàn)性。本發(fā)明 通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了簡(jiǎn)單有效的電極清洗方法，電極的重現(xiàn)性能優(yōu)良。在相同的測(cè)定條件下，采 用同一支修飾電極分別對(duì)1〇μΜ香草醛標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定7次，每次測(cè)定結(jié)束后只需在O.lmol/L 的鄰苯二甲酸氫鉀溶液中于0.0V~1.2V的電位范圍內(nèi)掃描2~5次至無(wú)峰，計(jì)算得其相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)偏差(RSD)為2.36%，克服了其它固態(tài)電極連續(xù)測(cè)量易造成電極表面毒化、成本高昂等 弊端，在香草醛含量的快速檢測(cè)方面具有良好應(yīng)用潛力。將電極干態(tài)室溫下保存，然后每天 檢測(cè)它對(duì)1 ΟμΜ香草醛的電化學(xué)響應(yīng)，10天過(guò)后，仍然保持初始電流的90.2%，表明該修飾電 極具有較好的穩(wěn)定性。
[0051 ] (5)該方法選擇性好，在相對(duì)誤差不超過(guò)± 5 %時(shí)，1000倍濃度的C1 -、⑶32-、Ν〇3 一、 S〇42-、2112+、1(+、恥+^1 3+;500倍濃度的順4+、0&2+、(：11 2+、1%2+;200倍濃度的淀粉、葡萄糖、乳酸、 糊精、抗壞血酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、苯甲酸、果糖、蔗糖，10倍濃度的愈創(chuàng)木酚、綠原酸、 咖啡酸、對(duì)羥基苯甲醛、尿酸；2倍濃度的阿魏酸、丁香醛、芥子酸均不干擾10μΜ香草醛的測(cè) 定。
[0052] (6)在最佳測(cè)試條件下，本方法測(cè)定香草醛的線性范圍為Ο.ΟΙμΜ~10μΜ和10μΜ~ 100μΜ，檢測(cè)限為8.0nM(S/N=3)。與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的方法相比（表1)，線性范圍更寬，檢出限 更低。且本發(fā)明的新型修飾電極制備方法簡(jiǎn)單，快速、易操作、修飾條件溫和可控，成本低 廉，具有很好的應(yīng)用前景。
[0053]表1不同修飾電極測(cè)定香草醛的性能比較
[0054]
[0056]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【附圖說(shuō)明】
[0057]圖1為本發(fā)明測(cè)定食品中香草醛含量的修飾電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058]圖2A、B、C分別為實(shí)施例1中氧化亞銅、氧化石墨烯和石墨烯-氧化亞銅復(fù)合材料的 掃描電鏡圖。
[0059]圖3為對(duì)照例中ΙΟμΜ香草醛在(a)碳糊電極；（b)乙炔黑電極，（c)石墨烯修飾乙炔 黑電極和(d)石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極上的二階導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安圖。（支 持電解質(zhì):〇.lmol/L H2S〇4,富集電位:0.0V，富集時(shí)間：90s)
[0060] 圖4為實(shí)施例2中香草醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線。A圖對(duì)應(yīng)的線性范圍為Ο.ΟΙμΜ~ΙΟμΜ，線性回 歸方程為：i = 2.5219c+0.0095(線性相關(guān)系數(shù)為0.9992)，Β圖對(duì)應(yīng)的線性范圍為ΙΟμΜ~100 μΜ，線性回歸方程為i = 0.6076c+19.864(線性相關(guān)系數(shù)為0.9963)。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 本發(fā)明提供了一種食品中香草醛的檢測(cè)方法，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一 步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。所述原材料 如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開(kāi)商業(yè)途徑獲得。
[0062] 實(shí)施例1
[0063]本發(fā)明的修飾電極如圖1所示，包括乙炔黑基底電極，乙炔黑基底電極表面涂覆有 電還原氧化石墨烯和氧化亞銅納米復(fù)合物形成的膜。所述乙炔黑基底電極包括外殼1和位 于外殼1內(nèi)的銅棒2,銅棒2直徑為1mm，外殼1直徑為6mm，長(zhǎng)度為6cm，外殼1的材料為聚四氟 乙烯，外殼1前端設(shè)有空腔3,空腔3直徑為3mm，深度為2mm，空腔內(nèi)填充有乙炔黑和固體石蠟 的混合物4,銅棒2-端與乙炔黑和固體石蠟的混合物4連接，另一端從外殼1的末端引出，電 極表面涂覆有電還原氧化石墨烯和氧化亞銅納米復(fù)合物形成的膜5。具體制備方法包括下 列步驟：
[0064] (1)乙炔黑基底電極的制備：
[0065]稱(chēng)取質(zhì)量比為4:1的乙炔黑粉和固體石蠟，稍微加熱使固定石蠟融化，將兩者攪拌 均勻，趁熱取適量填入電極前端的空腔中，拋光至電極表面光滑平整，用去離子水沖洗，即 可得到乙炔黑電極。
[0066] (2)氧化石墨烯-氧化亞銅納米復(fù)合液的制備：
[0067] 準(zhǔn)確稱(chēng)取0. lg研磨好的氧化石墨粉末，溶于100mL去離子水中配制成lmg/mL的金 黃色的分散液。超聲剝離2小時(shí)，放入離心管中，在離心機(jī)內(nèi)以2000r/min的速度離心30min， 取上層清液，得氧化石墨稀水溶膠。稱(chēng)取20mg的氧化亞銅納米粒子加入10mL去離子水中，超 聲波處理，制成2mg/mL氧化亞銅納米粒子水分散液。將0.25mL氧化亞銅納米粒子水分散液 加入10mL氧化石墨烯水溶膠中，超聲波處理2小時(shí)，即制得氧化石墨烯-氧化亞銅納米復(fù)合 液。
[0068] 步驟(2)所述氧化石墨通過(guò)改良的Hummers方法制備：取23mL濃硫酸于三頸瓶中， 加入0.5g石墨粉、0.5g硝酸鈉，將三頸瓶置于冰水浴中低轉(zhuǎn)速攪拌冷卻約10分鐘后，稱(chēng)取 3.0g高錳酸鉀分多次緩慢加入，待高錳酸鉀加入完畢，繼續(xù)低速攪拌30分鐘，將三頸瓶移到 35°C的溫水浴中，低速攪拌120分鐘，向三頸瓶中加入40mL去離子水，加水的時(shí)候應(yīng)保持勻 速緩慢，將三頸瓶移到95°C水浴中攪拌反應(yīng)30分鐘，加入100mL去離子水，攪拌下分幾次將 反應(yīng)液倒入10mL30%的H 2〇2中，此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物呈現(xiàn)亮黃色。將溶液趁熱抽濾，先用10%鹽酸 酸洗，再用去離子水洗滌直至溶液接近中性。將濾餅于50°C的烘箱中干燥20小時(shí)，研磨得到 棕黃色的粉末。氧化亞銅納米粒子參照文獻(xiàn)方法(Electrochimica Acta 88(2013)59-65) 制備：將100mg五水合硫酸銅和48mg聚乙烯吡咯烷酮溶解在20mL去離子水中，攪拌半小時(shí) 后，將4mL 0.2M的NaOH溶液滴加到上述溶液中，室溫下持續(xù)攪拌半小時(shí)，得到藍(lán)色沉淀物， 在混合物中加入15yL 80 %水合肼，室溫下持續(xù)攪拌20min，得到磚紅色懸浮物，在離心機(jī)內(nèi) 以2000r/min的速度離心30min，依次用無(wú)水乙醇和超純水洗滌，產(chǎn)物在50°C下真空干燥。 [0069] (3)將步驟(2)中的復(fù)合液5yL用微量注射器滴涂到步驟（1)制備的乙炔黑電極表 面，并烤干，制得氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極。
[0070] (4)以氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極為工作電極，鉑絲電極為對(duì)電 極，飽和甘汞電極為參比電極，組成三電極體系，并將其共同浸入NaH2P〇4_Na2HP〇4緩沖溶液 (pH值為5.0)中進(jìn)行電還原，還原電位為-1.2V，還原時(shí)間120s，得到石墨烯-氧化亞銅復(fù)合 膜修飾乙炔黑電極。本實(shí)施例中制備的各種材料的掃描電鏡圖見(jiàn)圖2(A為氧化亞銅納米粒 子，B為氧化石墨烯，C為電還原氧化石墨烯-氧化亞銅納米復(fù)合物）。
[0071]對(duì)照例
[0072]將碳糊電極、乙炔黑電極、石墨烯修飾乙炔黑電極和石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾 乙炔黑電極在相同的條件下對(duì)香草醛進(jìn)行檢測(cè)效果的對(duì)比，包括以下步驟：
[0073] 1、不同工作電極的制備：
[0074] (1)碳糊電極的制備：將導(dǎo)電性的石墨粉和石蠟油按4:1的質(zhì)量比混合均勻至糊 狀，將該糊狀物壓入實(shí)施例1所述電極前端的空腔中，拋光至電極表面光滑平整，用去離子 水沖洗，即可得到碳糊電極。
[0075] (2)乙炔黑電極的制備：同實(shí)施例1。
[0076] (3)石墨烯修飾乙炔黑電極的制備:取5yL氧化石墨烯水溶膠涂覆到乙炔黑電極表 面，紅外燈烤干后，將其浸入0. lmol/L的NaH2P〇4_Na2HP〇4緩沖溶液(pH5.0)中電還原，還原 電位為-1.2V，還原時(shí)間為120s。
[0077] (4)石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極：同實(shí)施例1。
[0078] 2、將步驟1中制備的電極分別作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑電極 作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)。電化學(xué)測(cè)定時(shí)，將所述三電極系統(tǒng)放置在以恒定速率攪拌 的含10μΜ香草醛的溶液中測(cè)峰電流。實(shí)驗(yàn)在JP-303E型極譜分析儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī) 軟件供作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，得到的二階導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安圖如圖3所示(a曲線:碳糊 電極;b曲線：乙炔黑電極;c曲線：石墨稀修飾乙炔黑電極;d曲線：石墨稀-氧化亞銅復(fù)合膜 修飾乙炔黑電極）。從圖3中可以明顯的觀察到，在碳糊電極上香草醛只有很小的氧化峰，且 峰形不好，說(shuō)明香草醛在碳糊電極上的電化學(xué)響應(yīng)不明顯，電子傳遞速率緩慢。在同樣條件 下，香草醛在乙炔黑電極上在0.870V處有一明顯的氧化峰，峰形好且峰電流增加。這是由于 乙炔黑優(yōu)異的導(dǎo)電性能、較大的比表面積和較強(qiáng)的吸附能力，促進(jìn)了電極上的電子交換速 率。在石墨烯修飾乙炔黑電極上，香草醛的氧化峰電流顯著增加，且香草醛氧化峰電位負(fù)移 至0.854V。這是由于石墨烯特殊的納米結(jié)構(gòu)，加大了電極的比表面積，同時(shí)其優(yōu)異的電學(xué)性 能、明顯的量子效應(yīng)和強(qiáng)吸附特性(石墨烯與香草醛分子可通過(guò)Ji-Ji鍵結(jié)合），導(dǎo)致香草醛分 子在電極表面的的吸附作用增強(qiáng)，電子傳遞速率更快，電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)增大。在石墨烯-氧 化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極上，香草醛的氧化峰電流最大(約是碳糊電極的21倍）。說(shuō)明 乙炔黑、石墨烯和氧化亞銅對(duì)香草醛的氧化呈現(xiàn)出良好的協(xié)同增敏作用。這可解釋為一方 面石墨烯和乙炔黑的存在增強(qiáng)了材料的導(dǎo)電性，另一方面復(fù)合材料中小尺寸的氧化亞銅納 米粒子對(duì)香草醛具有較強(qiáng)的催化氧化能力。
[0079] 實(shí)施例2
[0080] 利用實(shí)施例1制備的修飾電極進(jìn)行香草醛檢測(cè)方法的研究，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0081 ] 1、香草醛標(biāo)準(zhǔn)液的配制：
[0082] (1)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制:準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1521g香草醛固體，先用少量乙醇溶解，再用去 離子水在100mL的容量瓶中稀釋定容，配成濃度為1 X l(T2m〇l/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，將其置于棕 色瓶中在4 °C的冰箱中保存。
[0083] (2)標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制：用移液管移取一定量的步驟（1)中的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用去離 子水逐級(jí)稀釋定容，得到濃度范圍為1 X l(rV〇l/L~1 X l(T3m〇l/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液。標(biāo)準(zhǔn)工作 液在使用前臨時(shí)配制。
[0084] (3)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的配制：用移液管移取一定量的步驟(2)中的不同濃度的工作液加 入10mL容量瓶中，加入1 .OmL濃度為1111〇1/1的賊〇4溶液作為支持電解質(zhì)，再加入適量去離子 水稀釋定容，得到一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液。所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度范圍為IX 1〇_ 9mol/L~1 X ΙθΛιοΙ/L，支持電解質(zhì)H2S〇4在測(cè)試液中的濃度為0. lmol/L。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液在使用 前臨時(shí)配制。
[0085] (2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：
[0086] 2、將上述步驟(3)中的配制的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液分別倒入電解池中，將實(shí)施 例1中制備的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參 比電極，鉑絲電極作為對(duì)電極組成三電極體系，將三電極連接好電化學(xué)測(cè)試儀，再將三電極 插入到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液中，采用二階導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安技術(shù)進(jìn)行掃描，掃描電位〇. 0-1.2V，富集 電位0.0V，富集時(shí)間90S。記錄不同濃度的香草醛標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的峰電流值(每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量 三次）。每次測(cè)量結(jié)束后，電極均置于0.1m 〇l/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液中清洗以保證數(shù)據(jù)的 重現(xiàn)性。采用origin作圖，將得到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理后用峰電流的平均值對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)液濃度 值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖3)。峰電流與香草醛濃度在0.01 μΜ~1 ΟμΜ和1 ΟμΜ~100μΜ.范圍內(nèi)分兩 段呈良好的線性關(guān)系，所得線性回歸方程分別為i = 2.5219C+0.0095和i = 0.6076c + 19.864，式中，i為峰電流值，單位μΑ，c為香草醛濃度，單位μΜ，線性相關(guān)系數(shù)分別為R = 0.9992 和0.9963，檢出限為8. OnM。
[0087] 檢出限是通過(guò)計(jì)算得到的，平行測(cè)定空白樣7次，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差，三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差 除以低濃度范圍的靈敏度(即標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率)就得到檢出限。
[0088] 實(shí)施例3
[0089]為了評(píng)價(jià)方法的選擇性，用實(shí)施例1中制備的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑 電極為工作電極，考察了樣品中常見(jiàn)的金屬離子和有機(jī)物對(duì)香草醛測(cè)定的干擾情況。結(jié)果 表明，在相對(duì)誤差不超過(guò)±5%時(shí)，1000倍濃度的Cl-、C〇3 2-、N〇3-、S〇42-、Zn2+、K+、Na +、Al3+;500 倍濃度的NH4+、Ca2+、Cu2+、Mg 2+; 200倍濃度的淀粉、葡萄糖、乳酸、糊精、抗壞血酸、草酸、梓檬 酸、酒石酸、苯甲酸、果糖、蔗糖，10倍濃度的愈創(chuàng)木酚、綠原酸、咖啡酸、對(duì)羥基苯甲醛、尿 酸;2倍濃度的阿魏酸、丁香醛、芥子酸均不干擾10μΜ香草醛的測(cè)定。以上結(jié)果說(shuō)明本發(fā)明制 備的修飾電極選擇性較好。
[0090] 實(shí)施例4
[0091] 市售餅干中香草醛含量的檢測(cè)
[0092] (1)樣品前處理:將市售的三種品牌的餅干粉碎，準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0g于100mL燒杯中，加 入10mL乙醇浸泡lOmin后超聲lh，使餅干中的香草醛完全萃取到乙醇溶液中。然后在5000r/ min的速度下離心上述混合物lOmin，取上層清液，用去離子水洗滌下層固體3次，洗滌液與 清液合并于l〇〇mL容量瓶中定容備用。
[0093] (2)取步驟（1)中的定容后的溶液l.OmL加入10mL容量瓶中，再加入l.OmL濃度為 1. Omo 1 /L H2S〇4，用去離子水定容至刻度，制得待測(cè)樣品液。將樣品液倒入電解池中，在 0. 0mV在以恒定速率攪拌富集90s，在與實(shí)施例2相同的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定峰電流值，平行測(cè)定 4次。根據(jù)實(shí)施例2所述的標(biāo)準(zhǔn)曲線可計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的香草醛濃度，計(jì)算平均值后得"測(cè)定 值"。
[0094] (3)取步驟（1)中的定容后的溶液1. OmL加入1 OmL容量瓶中，加入1. OmL濃度為 1. Omol/L H2S〇4,再加入1. OmL濃度1. ΟμΜ的香草醛標(biāo)準(zhǔn)工作液，用去離子水定容至刻度，制 得加標(biāo)樣品液。此時(shí)混合液中加入香草醛的濃度為Ο.ΙΟμΜ，此為"加標(biāo)量"。再按上述過(guò)程分 別配制加標(biāo)量為〇. 40μΜ和0.50μΜ的加標(biāo)樣品液。每組加標(biāo)樣品液均步驟(2)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn) 行，在相同的條件下平行測(cè)定4次取平均值得"測(cè)定總量"，其結(jié)果列于表1。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì) 算得三種品牌餅干中香草醛的含量分別為：13.23yg/g、55.52yg/g和75.75yg/g，回收率在 97.6% ~103.0%〇
[0095] 表1市售餅干的測(cè)定結(jié)果和回收率
[0096]
[0097]回收率的計(jì)算公式為：
[0098] 回收率=(ma-mx)+ms X 100%
[0099] 式中：ma-加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)后測(cè)定量;mx-樣品中被測(cè)物的原有量;ms-加入標(biāo)準(zhǔn)物 質(zhì)的量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種檢測(cè)食品中香草醛的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極，其包括乙炔黑 基底電極、在乙炔黑基底電極上形成的石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極，其中，石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極是通過(guò) 以下步驟制備： 稱(chēng)取氧化亞銅納米粒子加入適量去離子水中，混合(超聲波處理），配制成l-20mg/mL的 分散液，優(yōu)選2~5mg/mL的分散液;稱(chēng)取氧化石墨溶于適量去離子水中配制成0.1~1 OOmg/ mL，優(yōu)選0.5-1.5mg/mL，更優(yōu)選約lmg/mL的水分散液，超聲剝離，然后進(jìn)行離心，取上層清 液，獲得氧化石墨烯水溶膠;將氧化亞銅水分散液加入到氧化石墨烯水溶膠中，混合(超聲 波處理），即制得氧化石墨烯-氧化亞銅納米粒子復(fù)合液； 其中，按照氧化亞銅:氧化石墨稀重量比=1:40~1:5,優(yōu)選1:25~1:10,更優(yōu)選1:20~ 1:15的比例將氧化亞銅水分散液加入到氧化石墨烯水溶膠中， 將上述復(fù)合液滴涂到乙炔黑基底電極表面，并烤干，制得氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜 修飾乙炔黑電極； 以氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極為工作電極，鉑絲電極為對(duì)電極，飽和 甘汞電極為參比電極，組成三電極體系，并將其進(jìn)行電還原(例如共同浸入NaH2P〇4-Na2HP〇4 緩沖溶液中電還原），得到石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極，其中，乙炔黑基底電極通過(guò)以下步驟制備： 稱(chēng)取乙炔黑粉和固定石蠟，其質(zhì)量比為3~5:1，加熱使固定石蠟融化，將兩者攪拌均 勻，趁熱取適量填入電極的空腔中，拋光至電極表面光滑平整，用去離子水沖洗，即可得到 乙炔黑電極;所述電極包括外殼和位于外殼內(nèi)的銅棒，所述外殼前端設(shè)有空腔。4. 一種香草醛的電化學(xué)檢測(cè)裝置，其包括電化學(xué)測(cè)試儀，該電化學(xué)測(cè)試儀以石墨烯-氧 化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲電極作為 對(duì)電極組成三電極體系。5. -種檢測(cè)食品中香草醛的方法，該方法包括： (A) 使用包括權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電極的電化學(xué)檢測(cè)裝置檢測(cè)待測(cè)樣品的峰 電流值； (B) 通過(guò)用系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)香草醛溶液制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線，按照以下線性回歸方程 根據(jù)步驟(A)測(cè)定的峰電流值來(lái)測(cè)定待測(cè)樣品的香草醛含量： i = 2.5219c+0.0095，其中，香草醛濃度在0.0 ΙμΜ~ΙΟμΜ范圍內(nèi)； i = 0.6076c+19.864，其中，香草醛濃度在ΙΟμΜ~100μΜ范圍內(nèi)； 式中，i為峰電流值，單位μΑ，c為香草醛濃度，單位μΜ，線性相關(guān)系數(shù)分別為R = 0.9992 和0 · 9963。檢出限為8 · 0nM( S/N=3)。6. -種食品中香草醛的檢測(cè)方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行： A.工作電極的制備： (1)乙塊黑基底電極的制備： 稱(chēng)取一定量的乙炔黑粉和固定石蠟，其質(zhì)量比為3~5:1，稍微加熱使固定石蠟融化，將 兩者攪拌均勻，趁熱取適量填入電極中，拋光至電極表面光滑平整，用去離子水沖洗，即可 得到乙炔黑電極； 步驟（1)所述電極，包括外殼和位于外殼內(nèi)的銅棒，其特征在于，所述外殼前端設(shè)有空 腔，空腔內(nèi)填充有乙炔黑粉和固定石蠟的混合物； (2) 氧化石墨烯-氧化亞銅納米粒子復(fù)合液的制備： 稱(chēng)取一定量的氧化亞銅納米粒子加入適量去離子水中，超聲波處理，配制成l-20mg/mL 的分散液，優(yōu)選2~5mg/mL的分散液，稱(chēng)取一定量的氧化石墨溶于適量去離子水中配制成 lmg/mL的水分散液，超聲剝離，然后進(jìn)行離心，取上層清液，獲得氧化石墨烯水溶膠;將氧化 亞銅水分散液加入到氧化石墨烯水溶膠中，超聲波處理，即制得氧化石墨烯-氧化亞銅納米 粒子復(fù)合液； 氧化亞銅納米粒子水分散液和氧化石墨稀水溶膠混合的體積比為0.5~1.5:40。 (3) 將步驟(2)中的復(fù)合液滴涂到步驟（1)制備的乙炔黑基底電極表面，并烤干，制得氧 化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極； (4) 以氧化石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極為工作電極，鉑絲電極為對(duì)電極， 飽和甘汞電極為參比電極，組成三電極體系，并將其共同浸入NaH 2P〇4_Na2HP〇4緩沖溶液中 進(jìn)行電還原，得到石墨烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極； 步驟(4)所述石墨烯是氧化石墨烯通過(guò)恒電位還原而形成，所述電還原是恒電位還原， 還原電位為-〇.8~-1.7V，優(yōu)選-1.0~-1.5V，還原時(shí)間為60~600s，優(yōu)選100-300S(秒）；優(yōu) 選，所述NaH 2P〇4_Na2HP〇4緩沖溶液的pH值為5.0~6.5; B. 香草醛標(biāo)準(zhǔn)液的配制： (1) 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制：準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的香草醛固體，先用少量乙醇溶解，再用去離 子水在一定體積的容量瓶中稀釋定容，配成濃度為IX l〇_2mol/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，將其置于棕 色瓶中在4 °C的冰箱中保存； (2) 標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制：用吸量管準(zhǔn)確移取一定量的步驟（1)中的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用去離 子水逐級(jí)稀釋定容，得到濃度范圍為1 X l(rV〇l/L~1 X l(T3m〇l/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液。標(biāo)準(zhǔn)工作 液在使用前用去離子水臨時(shí)配制； (3) 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的配制：用吸量管準(zhǔn)確移取一定量的步驟(2)中的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作 液加入10mL容量瓶中，加入1. OmL濃度為lmol/U^H2S〇4溶液作為支持電解質(zhì)，再加入適量去 離子水稀釋定容，得到一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液。所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度范圍為IX 10_9mol/L~1 X 10_4mol/L，支持電解質(zhì)H2S〇4在測(cè)試液中的濃度為0. lmol/L。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液在 使用前臨時(shí)配制； C. 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制： 將B.步驟(3)中配制的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液分別倒入電解池中，將以上制備的石墨 烯-氧化亞銅復(fù)合膜修飾乙炔黑電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲電極 作為對(duì)電極組成三電極體系，將三電極連接好電化學(xué)測(cè)試儀，再將三電極插入到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試 液中，采用伏安法進(jìn)行測(cè)試，記錄不同濃度的香草醛標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的峰電流值;每次測(cè)量結(jié) 束后，電極均需清洗以保證數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性，得到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理后用峰電流的平均值對(duì)應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，峰電流與香草醛濃度在0. 〇1μΜ~ΙΟμΜ和ΙΟμΜ~100μΜ. 范圍內(nèi)分兩段呈良好的線性關(guān)系，所得線性回歸方程分別為i = 2.5219c+0.0095和i = 0.6076c+19.864，式中，i為峰電流值，單位μΑ，c為香草醛濃度，單位μΜ，線性相關(guān)系數(shù)分別 為 R = 0.9992 和0.9963，檢出限為8.〇11]\1(5/^=3); D. 樣品檢測(cè)： 將需要檢測(cè)的樣品進(jìn)行常規(guī)預(yù)處理，按照上述的實(shí)驗(yàn)條件測(cè)定樣品對(duì)應(yīng)的峰電流值， 按照上述線性回歸方程計(jì)算即可獲得待測(cè)樣品中香草醛含量。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述伏安法為二階導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安法，測(cè)試條 件為支持電解質(zhì)為H2S〇4,支持電解質(zhì)濃度為O.lmol/L，富集電位為0.0V，富集時(shí)間為90s，所 述電極的清洗是將電極置于〇.lmol/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液中，于0.0V~1.2V的電位范圍 內(nèi)掃描2~5次至無(wú)峰。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，二階導(dǎo)數(shù)線性掃描伏安法的參數(shù)設(shè)定如下：導(dǎo)數(shù) 值為2，掃描速率為100mV/S，起始電位為0.0V，終止電位為1.2V，富集電位為0.0V，富集時(shí)間 為90s，靜止時(shí)間為5s。
【文檔編號(hào)】G01N27/30GK105973956SQ201610273021
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】鄧培紅, 賀全國(guó), 曾榮英, 張軍
【申請(qǐng)人】衡陽(yáng)師范學(xué)院