[发明专利]基于新型印迹识别的甲硝唑电化学传感器及制备方法与应用

说明书

一种基于新型印迹识别的甲硝唑电化学传感器及制备方法与应用，其传感器的制备方法包括如下步骤：将石墨粉和石蜡油混匀成碳糊，制成碳糊电极，置于硫酸溶液中电位循环扫描，制成导电膜碳糊电极；将APTMS、TEOS、2‑乙氧基乙醇、含甲硝唑的2‑乙氧基乙醇溶液、NaOH溶液和去离子水按配比制成的溶胶滴涂到导电膜碳糊电极表面，得到双层异质分子印迹聚合物膜修饰碳糊电极，再与电化学装置连接组装成本发明传感器。本发明传感器具有增强的印迹识别能力和广泛的适用性，具有灵敏度高、选择性好、线性范围宽、精密度和准确度高、检测费用低、环境友好、易于便携化和适用于现场监测等特点，且制备工艺简单、成本低廉、使用寿命长。

技术领域

本发明属于临床分析及食品安全监控领域，特别涉及基于新型印迹识别，即基于双层异质分子印迹聚合物的甲硝唑电化学传感器及制备方法与在医药、临床、食品及其相关产品(如饲料等)硝基咪唑类药物分析监测中的应用。

背景技术

甲硝唑属于5-硝基咪唑类药物(其中.英文名称和结构见图1)，具有抗菌和抗原虫活性，常用于治疗人类滴虫病、梨形鞭毛虫病、阿米巴性肝脓肿等疾病。研究表明，过度使用或滥用甲硝唑药物，会造成其在人体内蓄积，达到或超过一定量后会诱发癫痫、周围神经病变及紊乱等疾病。甲硝唑也用于防治家禽的滴虫病、猪的出血性下痢及厌氧菌感染，同时还具有促生长和提高饲料喂养效率的作用。若被不合理使用及滥用于畜禽饲料或添加剂中，则可能导致可食性动物组织中的药物残留，造成食品安全隐患，最终损害人类健康。我国、欧盟和美国等均禁止甲硝唑等药物用于食品动物。因此，检测医药、体液、食品动物及饲料等相关产品中甲硝唑含量，对医药、临床医疗和保障食品质量安全都具有重要的现实意义。已报道的甲硝唑测定方法主要有分光光度法、色谱法、免疫检测法及电化学法等。这些方法或选择性、灵敏度难以达到实际测定的要求，或仪器设备昂贵，难以推广应用。

甲硝唑的化学结构式、中英文名称和英文缩写

人体或食品中残留的甲硝唑一般含量甚微，属于微量或痕量分析范畴。而在众多微/痕量检测新技术的研究中，传感器技术由于具有高选择性、低检出限、简便快捷、适合现场监测等特性，一直是分析化学领域中最受关注的热点；作为传感器的识别元件——能选择性识别和响应目标分析物的敏感膜，又是研究的核心和必须解决的关键问题。已报道的这类识别元件主要有两大类：一类是酶、抗体、受体、核酸等；以这类天然产物为识别元件的传感器具有优良的选择性，但也存在稳定性差、使用寿命短等不足。另一类是具有仿生功能的人工合成化合物，其中最受关注的当属分子印迹聚合物(molecularly imprintedpolymer,MIP)。该技术模拟天然受体与靶标分子之间“锁与钥匙”的相互作用模式，使MIP与模板分子再结合时具有了分子记忆功能，可选择性识别和响应目标分析物。传统MIP通常利用单烯烃衍生物作为功能单体，在模板分子存在下，与交联剂通过自由基聚合反应来制备。用该法及改良法制备的MIP虽然赋予传感器较高的识别选择性，但有模板洗脱难、传质效率低及溶剂致溶胀性等缺点。

解决这些问题的替代方法是通过溶胶-凝胶法制备分子印迹聚硅氧烷(molecularly imprinted siloxane,MIS)。基于MIS的传感器除了兼备传统MIP传感器的优点外，最突出特点是其增强的亲水性使印迹位点在水溶液中与模板分子再结合能力不受影响，且几无溶剂导致的溶胀性。但MIS的绝缘性在很大程度上仍将影响传感器的传导效率。

近年来出现的电聚合法制备MIP技术，能在任何形状的电极表面牢固地沉积一层结构均一、密度和厚度可控的分子印迹膜，并且使该敏感膜与转换器间的直接作用成为可能。此法一般适用于绝缘型MIP修饰电极测定在MIP制备条件下无电活性的物质。如果模板有电活性，则自身可能发生电化学反应而改变其结构；另一方面，导电型MIP虽可实现敏感膜与电极之间的直接传导，但模板或探针分子若不经印迹识别，直接在导电膜表面发生反应，则会降低导电型MIP传感器的选择性。