[发明专利]基于聚电解质复合膜电极检测亚硝酸根离子的方法及应用

说明书

本发明涉及一种聚电解质复合膜修饰电极，尤其涉及其对亚硝酸根离子（NO₂^‑）的电化学检测及应用。所述复合膜电极是指，在玻碳电极（GCE）表面涂渍聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDADMAC）溶液和纤维素硫酸钠（NaCS）溶液，二者发生界面络合获得聚电解质复合物（NaCS/PDADMAC）的同时在电极表面平铺成膜，从而获得聚电解质复合膜电极（NaCS/PDADMAC/GCE）。本发明的聚电解质复合膜电极对亚硝酸根离子（NO₂^‑）表现出优异的电化学响应，其检测线性范围为4.0×10^‑8~1.5×10^‑4 mol L^‑1，线性方程为Ipa=0.01027[C]+0.02771，检出限达5.2×10^‑9 mol L^‑1(3 N/S)，且检测不受其它离子的干扰，具有较高的灵敏性，具有良好的抗干扰性。此外，本方法工艺简单，操作条件温和，并且可以应用于熟食肉制品火腿肠中痕量NO₂^‑的高灵敏检测。

技术领域

本发明属于电化学分析技术领域，具体涉及一种聚电解质复合膜电极检测NO₂^-的方法及应用。

背景技术

亚硝酸根广泛存在于土壤、食品及天然水中，是一种剧毒物质，成人摄入0.2-0.5克即可引起中毒，3克即可致死。一定条件下在胃部，亚硝酸盐可与食品中或体内自有的仲胺酰胺类物质发生反应，生成具有强致癌性的亚硝胺类物质，过量的亚硝胺聚集胃部可能引起胃癌。同时，血液中若含过量亚硝酸盐，能将正常携氧的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，使其失去携氧能力而引起组织缺氧，导致高铁血红蛋白症。因此，为了环境、食品安全及身体健康，准确检测亚硝酸盐含量的研究具有极其重要的意义。

近年来国内外已报道了多种亚硝酸根离子的检测方法，如流动注射分析、荧光分析法、离子色谱法、化学发光法、毛细管电泳及气质联用法，这些方法虽然能够实现亚硝酸根离子的检测，但仪器昂贵、样品前处理复杂，不易推广使用。与此相比，电化学分析法具有仪器价格低廉、操作简单、电极材料易制备、灵敏度高、检测分析速度快等优点。聚阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）与聚阴离子纤维素硫酸钠（NaCS），一经混合可迅速自发络合生成聚电解质复合物NaCS/PDMDAAC，其突出的成膜能力使之可以方便快捷地形成小孔径、高机械强度的生物膜，目前在细菌和真菌固定化、微藻固定化、药物传输、膜系统等方面已有应用，但在电化学传感器方面尚未有报道。鉴于PDMDAAC和NaCS良好的导电性能和成膜能力，二者均无毒、价廉、方便易得，本发明拟将其复合成膜修饰玻碳电极（GCE），以构筑检测NO₂^-的新型电化学传感器。

综上所述，本发明通过操作极其简单的涂渍法，将聚阳离子PDADMAC与聚阴离子NaCS滴涂在GCE表面，二者迅速发生界面络合反应生成聚电解质复合物NaCS/PDADMAC，该复合物同步在电极表面平铺成膜，从而同时修饰玻碳电极获得聚电解质复合膜电极，即聚二甲基二烯丙基氯化铵/纤维素硫酸钠/玻碳电极(NaCS/ PDADMAC/GCE)。本发明利用该新型聚电解质复合膜修饰玻碳电极，对NO₂^-在该电极的电化学氧化行为进行了研究，发现其对NO₂^-表现出优异的电化学响应，检测线性范围为4.0×10^-8~1.5×10^-4 mol L^-1，线性方程为Ipa=0.01027[C]+0.02771，检出限达5.2 ×10^-9 mol L^-1(3 N/S)，且且检测不受其它离子的干扰，具有良好灵敏性和抗干扰性。同时，利用该电极对熟肉制品火腿肠中NO₂^-的含量进行了测定，取得令人满意的结果。因此，本发明有望开发一种新型亚硝酸根离子电化学传感器，广泛应用于环境、食品、生物、医学领域中亚硝酸根离子含量的安全监测和分析。

发明内容