[发明专利]检测双酚A的电化学传感器及制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测双酚A的电化学传感器及其制备方法与应用。

背景技术

作为一种重要的化工原料，双酚A（BPA）在环氧树脂和聚碳酸酯塑料的生产中广泛应用。目前，在婴儿奶瓶、塑料饮料瓶、金属包装食品中已经发现双酚A的痕量存在。双酚A引起人们广泛关注的重要原因是因为其在体内及或体外均表现雌激素性质，成为内分泌干扰素，即使痕量亦会引发各种疾病，比如影响男性、女性的生殖器官发育，导致生殖功能紊乱，引起精子质量的下降、新生儿缺陷（Environmental Health Perspective2007,115：80）。欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟，从2011年3月2日起，禁止含生产化学物质双酚A(BPA)的婴儿奶瓶（R.B.Juliane,EU to Ban Bisphenol A in Baby Bottles in2011,Reuters,2010）；中国卫生部等六部门也于2011年5月30日下达禁令，禁止双酚A用于婴幼儿奶瓶。因此，迫切需要建立一种灵敏度高、快速有效的检测双酚A的方法。

目前已经被实际应用的几种检测BPA的方法有：化学发光免疫分测定法、分子印记聚合物技术、电化学传感器、气相色谱法、液相色谱法及气/液质联用分析法。电化学方法具有检测速度快、方法简便等特点，另外BPA分子中有高电活性的酚羟基基团，因此已有修饰电极用于双酚A的检测的研究，如碳纳米管，量子点和纳米金等材料所构筑地电化学传感器。然而上述电化学传感器仍然存在选择性和稳定性较差、灵敏度不高等缺点，因此提高上述性能是研制新型电化学传感器的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测双酚A的电化学传感器及其制备方法与应用。

本发明提供的电化学传感器，包括玻碳电极；

所述玻碳电极的表面由内至外依次为氨基化碳纳米管和聚谷氨酸膜；

所述聚谷氨酸膜为由式I所示聚谷氨酸构成的膜：

所述式I中，n为1000-15000。

上述电化学传感器中，所述氨基化碳纳米管中，碳纳米管为多壁碳纳米管，是分散状的多层膜；

所述氨基化碳纳米管的厚度为15-150nm；外径为8-15nm；内径为2-4nm；长度为40-60μm，具体为50μm；

聚谷氨酸膜的厚度为1-10nm，具体为5nm；

所述聚谷氨酸膜的表观形态为网状。

聚谷氨酸是一种典型的合成氨基酸聚合物，其结构与生物高聚物模型非常相似，一个谷氨酸的氨基和另一个谷氨酸的羧基连接，形成尺寸可控的聚谷氨酸链，连接在氨基和羧基功能团之间的重复部分以及游离的质子化的羧基很容易沉积在电极表面。利用聚谷氨酸薄膜，可对肼、多巴胺、抗坏血酸及咖啡酸等进行检测。聚谷氨酸以纳米纤维形式存在，在玻碳电极表面呈现聚合网状形貌。这种结构在溶液中易膨胀，有利于与聚合物膜带相反离子的作用，对底物进行富集。提高电化学传感器的选择性和灵敏度。但是直接用聚谷氨酸修饰电极时，会降低电极的导电性。

上述电化学传感器也可为按照下述本发明提供的方法制备而得的产品。

本发明提供的制备上述电化学传感器的方法，包括如下步骤：

将氨基化碳纳米管的有机溶剂分散液滴加到玻碳电极上，所述有机溶剂挥发后得到表面覆盖氨基化碳纳米管的玻碳电极；

2）将步骤1）所得表面覆盖氨基化碳纳米管的玻碳电极于谷氨酸的磷酸盐缓冲溶液中进行电化学聚合3-10圈，得到所述传感器。

上述方法的步骤1）中，有机溶剂分散液中的有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和二氯乙烷中的至少一种；

所述有机溶剂分散液的浓度为0.5g﹒L^-1-2g﹒L^-1，具体为1g﹒L^-1；

所述滴加步骤中，有机溶剂分散液的滴加量为5-20μL，具体为5μL、10μL、20μL、5-10μL或10-20μL。

步骤2）中，磷酸盐缓冲溶液的pH值为6.0-8.0，具体为7.0；浓度为0.01-0.1mol/L；谷氨酸在所述磷酸盐缓冲溶液中的浓度为0.01-0.1mol/L，具体为0.02mol﹒L^-1、0.015mol﹒L^-1、0.1mol﹒L-1、0.015-0.1mol﹒L^-1或0.02-0.1mol﹒L^-1；pH值为6.0-8.0，具体为7.0；