本發(fā)明涉及一種mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備及其對磺胺二甲氧嘧啶的檢測應用,屬于新材料制備以及獸藥殘留檢測。
背景技術:
1、傳統(tǒng)的分子印跡聚合物即在材料表面通過功能單體和交聯劑直接交聯的方式形成一層高度交聯的網狀聚合物,去除模板后,產生形狀和結構與模板互補的結合位點,然后再將印跡后的材料分散液滴涂至電極表面,這種方式在電極上存在不均勻性以及穩(wěn)定性差等特點,限制了電化學傳感器的性能。然而通過在電極上修飾納米材料結合電聚合形成分子印跡聚合物是提高分子印跡聚合物電化學傳感器性能的可行途徑。
2、磺胺類藥物(sulfonamides,sas)作為一類廣譜抗菌藥物,具有性質穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點,但經常食用含有sas殘留的食品可引發(fā)體內過量蓄積,對泌尿系統(tǒng)和造血系統(tǒng)產生嚴重損害。目前常用的sdm(磺胺二甲氧嘧啶)檢測方法主要有高效液相色譜法、液相色譜-質譜法等,但這些方法具有儀器復雜昂貴、需專業(yè)人員操作、檢測時間長、靈敏度不夠高等缺點。因此,有必要開發(fā)快速、準確的sdm檢測方法,對保障食品安全具有重要意義。
技術實現思路
1、本發(fā)明所要解決的技術問題是:傳統(tǒng)的分子印跡聚合在電極表面分布不均勻、穩(wěn)定性差以及檢測靈敏度較差等問題。
2、為了解決上述問題,本發(fā)明提供了如下方案:
3、一種mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,包括以下步驟:
4、步驟一、mxene-mof復合材料的合成:
5、將鹽酸多巴胺(da)、mxene、eu3+、1,3,5-苯三羧酸、對苯二甲酸分散到n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和h2o的混合液中,得到混合溶液;經超聲分散后,置于反應釜中加熱,用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和去離子水離心洗滌,洗滌后的沉淀物再經真空干燥得到mxene-mof復合材料;
6、步驟二、mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備:
7、將步驟一得到的mxene-mof復合材料用水配成分散液后滴涂于玻碳電極(gce)表面,干燥,獲得mxene-mof復合材料修飾的電極;
8、將吡咯、sdm、四丁基高氯酸銨(tbap)溶解在乙腈溶劑中配成聚合液,氮吹去除溶解氧;然后將上述修飾的電極插入聚合液中通過循環(huán)伏安法電聚合吡咯;然后將改性電極浸入氫氧化鈉溶液中進行洗脫,去除sdm模板;由此產生的電極,用超純水反復清洗,得到mxene基電聚合分子印跡聚合物。
9、優(yōu)選地,所述步驟一中,鹽酸多巴胺、mxene、eu3+、1,3,5-苯三羧酸、對苯二甲酸的比例為1-2g?;1-2g?;0.1-1.0g:1-500mg:1-500mg;n,n-二甲基甲酰胺與h2o的體積比例為1:2-4:1。
10、優(yōu)選地,所述步驟一中,超聲分散的時間為5-30min;反應釜中加熱的溫度為100-140℃,時間為6-24h;真空干燥的溫度為25-80℃,時間為5-10h。
11、優(yōu)選地,所述步驟二中,玻碳電極(gce)在使用前先用氧化鋁粉末拋光,沖洗,然后將拋光的電極分別在水和乙醇中超聲,獲得干凈的裸gce。
12、更優(yōu)選地,所述玻碳電極在水、乙醇中超聲時間均為1-3min。
13、優(yōu)選地,所述步驟二中,mxene-mof復合材料用水配成濃度為1-10mg/ml的分散液;吡咯、四丁基高氯酸銨的濃度為0.1-1.0mol/l。
14、優(yōu)選地,所述步驟二中,循環(huán)伏安法的參數設置為聚合電位在-0.6v至+1.2v之間,掃描速率為10-100mv/s,共循環(huán)10-20個周期;洗脫的時間為1-5min。
15、本發(fā)明還提供了上述制備方法制備的mxene基電聚合分子印跡聚合物在檢測磺胺二甲氧嘧啶含量中的應用。
16、優(yōu)選地,將待測樣品粉碎破壁,加入乙酸乙酯,室溫超聲,均質后離心,取上清液,重復提取過程,合并上清液,作為最終檢測的樣品溶液;將樣品溶液滴加至所述mxene基電聚合分子印跡聚合物的表面孵育,然后用去離子水沖洗表面得到電極,將電極插入到含有kcl的k4[fe(cn)6]/k3[fe(cn)6]溶液中,進行dpv檢測,最終測定得到的電流變化值,通過所構建的sdm檢測標準曲線,計算磺胺二甲氧嘧啶的含量。
17、更優(yōu)選地,所述待測樣品與乙酸乙酯的比例為5-10g:10-20ml;超聲、均質、離心的時間均為5-10min;孵育的時間為1-4min;dpv檢測的參數設置為:電壓-0.2~+0.6v、掃描速率10-100m/vs、脈沖輻射值10-50mv。
18、本發(fā)明提供了一種mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法及其對磺胺二甲氧嘧啶的檢測應用,通過在導電性較好的材料表面電聚合形成針對sdm具有特異性吸附的印跡聚合物,結合電化學檢測方法,實現了磺胺二甲氧嘧啶的高靈敏、高特異性檢測,并具有較寬的濃度檢測范圍和較低的檢測限。
19、與現有技術相比,本發(fā)明具有以下技術效果:
20、1、本發(fā)明通過在mxene層間及表面負載mof材料形成mxene-mof復合材料,防止mxene的聚集和塌陷影響其導電性。通過在mxene復合材料上電聚合形成分子印跡聚合物,解決了傳統(tǒng)的分子印跡聚合物在電極上存在不均勻性以及穩(wěn)定性差等特點。
21、2、利用本發(fā)明所構建的檢測體系通過mxene-mof基導電復合材料和電聚合形成的印跡空腔在電極表面的電流響應,提高了對檢測體系中磺胺二甲氧嘧啶的識別能力和特異性,克服了其他同系目標物的干擾,提高了檢測的靈敏度和特異性。克服了傳統(tǒng)方法的不足,保障大眾的飲食健康安全。
22、3、本發(fā)明所建立的磺胺二甲氧嘧啶濃度的對數與δi電流變化值的線性范圍為5×10-8~5×10-4g/kg,具有較寬的檢測范圍,檢測限lod為2.24×10-9g/kg。
1.一種mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權利要求1所述的mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,所述步驟一中,鹽酸多巴胺、mxene、eu3+、1,3,5-苯三羧酸、對苯二甲酸的比例為1-2g:1-2g:0.1-1.0g:1-500mg:1-500mg;n,n-二甲基甲酰胺與h2o的體積比例為1:2-4:1。
3.如權利要求1所述的mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,所述步驟一中,超聲分散的時間為5-30min;反應釜中加熱的溫度為100-140℃,時間為6-24h;真空干燥的溫度為25-80℃,時間為5-10h。
4.如權利要求1所述的mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,所述步驟二中,玻碳電極在使用前先用氧化鋁粉末拋光,沖洗,然后將拋光的電極分別在水和乙醇中超聲,獲得干凈的裸gce。
5.如權利要求4所述的mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,所述玻碳電極在水、乙醇中超聲時間均為1-3min。
6.如權利要求1所述的mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,所述步驟二中,mxene-mof復合材料用水配成濃度為1-10mg/ml的分散液;吡咯、四丁基高氯酸銨的濃度為0.1-1.0mol/l。
7.如權利要求1所述的mxene基電聚合分子印跡聚合物的制備方法,其特征在于,所述步驟二中,循環(huán)伏安法的參數設置為聚合電位在-0.6v至+1.2v之間,掃描速率為10-100mv/s,共循環(huán)10-20個周期;洗脫的時間為1-5min。
8.一種權利要求1-7任一項所述的制備方法制備的mxene基電聚合分子印跡聚合物在檢測磺胺二甲氧嘧啶含量中的應用。
9.如權利要求8所述的應用,其特征在于,將待測樣品粉碎破壁,加入乙酸乙酯,室溫超聲,均質后離心,取上清液,重復提取過程,合并上清液,作為最終檢測的樣品溶液;將樣品溶液滴加至所述mxene基電聚合分子印跡聚合物的表面孵育,然后用去離子水沖洗表面得到電極,將電極插入到含有kcl的k4[fe(cn)6]/k3[fe(cn)6]溶液中,進行dpv檢測,最終測定得到的電流變化值,通過所構建的sdm檢測標準曲線,計算磺胺二甲氧嘧啶的含量。
10.如權利要求9所述的應用,其特征在于,所述待測樣品與乙酸乙酯的比例為5-10g:10-20ml;超聲、均質、離心的時間均為5-10min;孵育的時間為1-4min;dpv檢測的參數設置為:電壓-0.2~+0.6v、掃描速率10-100m/vs、脈沖輻射值10-50mv。