專利名稱：一種馬來酸噻嗎洛爾電位型化學(xué)傳感器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藥物化學(xué)傳感器，直接應(yīng)用于藥物分析和分析化學(xué)領(lǐng)域。特指一種全固 態(tài)高選擇性的馬來酸噻嗎洛爾電位型化學(xué)傳感器及制備方法。
背景技術(shù)：
藥物離子舉擇性電極法測定藥物制備含量(或濃度)具有快速、準(zhǔn)確、低成本、選擇 性好和一般不需要對樣品作水相預(yù)處理等等優(yōu)點(diǎn)，據(jù)文獻(xiàn)報道，已研制的馬來酸噻嗎洛爾藥 物離子選擇性電極如
文獻(xiàn)l.Z.R.Zhang,D .Y.Mao,Y.X丄i and V.V.Cosofret， Talanta,1991,37(7),673-676. 文獻(xiàn)2. S.S,M.Hass叫M.M.Abou-Sekkina,M.A.El-Ris,A.A.Wassel，丄Pharm.Biomed.Anal. 2003,32，175-跳
其器件結(jié)構(gòu)都是傳統(tǒng)的離子選擇性結(jié)構(gòu)，即含有內(nèi)參比電極，內(nèi)參比溶液和敏感膜。但這類 電位型離子選擇性電極的主要缺點(diǎn)是①電位器件不能倒置使用；②不利于電極的微型化。
③已報道的噻嗎洛爾藥物離子選擇性電極對分子結(jié)構(gòu)中含—NH 、》w—基團(tuán)相似的藥物離
子，如美托洛爾、普萘洛爾等的選擇性很差，這些藥物離子往往嚴(yán)重干擾電極的電位測量。 檢索了中國專利有關(guān)離子選擇性電極，相近的專利有，中國專利ZL200610017276.6 " — 種全固態(tài)Pb離子選擇性電極及其制備方法"所用的材料(樹脂管、含敏感材料的樹脂管底、 銅導(dǎo)線和樹脂頂管)和制備(熱法制備敏感材料)等有明顯區(qū)別。另一種專利申請公布(公 布號CN101178376A)的分析對象是鹽酸普萘洛爾離子，在器件結(jié)構(gòu)上(如有基質(zhì)電極、導(dǎo) 電修飾層、PVC敏感膜層等)雖有部分相似，但電極表層材料與本發(fā)明的差別，使得本發(fā) 明噻嗎洛爾電位型化學(xué)傳感器對有醇胺結(jié)構(gòu)的藥物離子具有良好的識別性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用了全固態(tài)的化學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)，因而有效地解決了現(xiàn)有噻嗎 洛爾藥物離子選擇性電極(技術(shù))結(jié)構(gòu)中存在含有內(nèi)參比溶液的缺點(diǎn)，而更重耍的是極大地 提高了噻嗎洛爾離子選擇性電極的電位選擇性。本發(fā)明的全固態(tài)噻嗎洛爾的電位型化學(xué)傳感 器對具有醇胺結(jié)構(gòu)相似的普萘洛爾等的選擇性約是現(xiàn)有電極的15 80倍。
實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的技術(shù)方案為
本發(fā)明所述的全固態(tài)噻嗎洛爾電位型化學(xué)傳感器，從上至下依次為基質(zhì)電極、電極表 面上的導(dǎo)電修飾層、PVC離子敏感膜和含有分子印跡聚合物的膜材料。 上述化學(xué)傳感器中的基質(zhì)電極為玻碳；上述化學(xué)傳感器的電極表面上的導(dǎo)電修飾層為聚吡咯； 本發(fā)明的化學(xué)傳感制作方法包括以下幾步
① 采用電化學(xué)聚合法對基質(zhì)電極進(jìn)行化學(xué)修飾,以制備化學(xué)修飾電極；
② 用四氫呋喃為溶劑制備PVC離子敏感(膜)液。用浸涂法在修飾電極上涂復(fù)PVC離 敏感膜，制備化學(xué)傳感器I; .
③ 用自由基共聚法制出印跡聚合物，印跡聚合物粒度為20-40um;將印跡聚合物與增 塑劑、PVC離子敏感膜一起制備出薄膜II，薄膜厚度為120-150 ix m;
將膜II復(fù)合在化學(xué)傳感器I的PVC離子敏感膜上而成。
上述制備方法中，步驟l中電極修飾時所用的單體溶液為(0.01-0.5mol/L)吡咯，其 含有，(0.010-0.50mol/L) KC1;修飾方法為循環(huán)掃描電聚合法；
上述制備方法中，步驟2中制備PVC離子敏感(膜)液時，電活性物噻嗎咯爾-磷鎢 酸離子締合物、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP )和PVC三者的質(zhì)量百分比(％)范圍為(0.4-3.0 ): (32.0-38.0): (60.0-66.0);
上述制備方法中，步驟3中具體制備過程如下將功能單體、交聯(lián)劑和模板置于致孔溶
劑中，模板、功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1 : (2-8) : (2-12),通氮除氧后，于35。C 75'C溫度下聚合24小時，經(jīng)研磨、篩分和脫除模板分子后制得馬來酸噻嗎洛爾分子印跡聚 合物；按印跡聚合物、增塑劑、PVC按質(zhì)量比(0.8-1.8) : ( 0.8-2.0 ) : (1.6-3.0)溶于四 氫呋喃中，制成MIP-PVC膜，即膜II。
所用的功能單體為MAA、 MMA或四-乙烯基吡咯，所用交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸 甲酯(EGDMA)或三羥甲基三丙烯酸酯(TMP)，所用的模板為馬來酸噻嗎咯爾。增塑劑為 DOP或鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)或鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。
與現(xiàn)有的噻嗎洛爾離子選擇性電極相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出效果
A) .本發(fā)明為全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器，即消除了傳統(tǒng)的離子選擇性電極的 內(nèi)參比溶液。因此該電極器件可小型化和可以任意角度安放使用。
B) .本發(fā)明的全固態(tài)化學(xué)傳感器對鹽酸普萘洛爾禽子的選擇性比現(xiàn)有的噻嗎洛爾離子選擇 電極高約15~80倍;對藥物分子結(jié)構(gòu)中含醇胺或亞氨或叔氨的鹽酸可樂定等藥物也具有良好 的選擇性。
C) .本發(fā)明的全固態(tài)化學(xué)傳感器的制備過程中的材料、試劑均能購得或自制且成本不高， 基質(zhì)電極可反復(fù)使用。


圖1.全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器的選擇性和噻嗎洛爾PVC膜電極的選擇性比較。
ISE1——-現(xiàn)有的(文獻(xiàn))PVC膜電極；ISE2—-自制PVC膜電極；Prop—鹽酸普萘洛爾；Clon—鹽酸可樂 定，Chlorp——撲爾敏
圖2.全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器的電位響應(yīng)曲線。 圖3全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 1、玻碳2、聚吡咯 3、 PVC離敏感膜4、含有分子印跡聚合物的膜材料具體實(shí)施方式
例1
1) .基質(zhì)電極經(jīng)預(yù)處理后，采用循環(huán)掃描電聚合法進(jìn)行化學(xué)修飾.即以基質(zhì)電極為工作電 極、飽和甘汞電極為參比電極和鉑電極為對電極，電聚合用吡咯溶液濃度為0.04mol/L， 其中含KCI0.20mol/L,在掃描速率為60mV/s，掃描電位范圍為-O. 1 +0. 70V，掃描次數(shù)為 10 50次。所用儀器為普通的循環(huán)伏安儀。
2) .分別配制10—2mol/L馬來酸噻嗎洛爾和磷鎢酸溶液，攪拌下讓其混合制備其離子締合 物。過濾、用去離子水洗滌該沉淀數(shù)次后，室溫下干燥至干。該離子締合物用作為PVC敏感 膜成份中的電活性物；按比例稱取PVC、電活性物、D0P，用四氫呋喃為溶劑，充分?jǐn)嚢柚?備PVC膜敏感溶液。制備PVC膜敏感液時電活性物、增塑劑和PVC三者質(zhì)量百分比(％)分 別為電活性物2.0，增塑劑65.0， PVC33.0。用浸涂法(重復(fù)操作3-4次)將PVC敏感液 涂于修飾電極上，晾干后即制得了化學(xué)傳感器(I )。
3) .用自由基熱聚合法制備馬來酸噻嗎洛爾印跡聚合物(MIP)，按摩爾比(馬來酸噻嗎洛 爾MM: EGDMA = 1:4: 8),取馬來酸噻嗎洛爾、MAA和EGDMA于10mL甲醇中，溶解后通 氮?dú)?5min，加入20mg偶氮二異丁腈后將容器密封，在60'C下恒溫反應(yīng)24h后，取出產(chǎn)物， 經(jīng)研磨、篩分得到顆粒粒徑20 34PM聚合物裝柱，分別用洗脫液(溶劑+乙酸，9: 1， V/V) 和溶劑洗滌印跡聚合物以脫除馬來酸噻嗎洛爾，5(TC下干燥制得印跡聚合物A。
4) .取聚合物A、 PVC和DOP，按質(zhì)量比(聚合物A: PVC:增塑劑=0.8 : 0.9 : 1.8),
用四氫呋喃為溶劑，攪拌后倒入4cm培養(yǎng)皿中，室溫放置成膜II，將膜II復(fù)合于化學(xué)傳感
器I上，即制得全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器。 例2
1) .基質(zhì)電極經(jīng)預(yù)處理后，采用循環(huán)掃描電聚合法進(jìn)行化學(xué)修飾.即以基質(zhì)電極為工作電 極、飽和甘汞電極為參比電極和鉑電極為對電極，電聚合用吡咯溶液(0.20mol/L)含KCI 0.20mol/L,在掃描速率為60mV/s,掃描電位范圍為-0. 1 +0. 70V,掃描次數(shù)為10 50次。 所用儀器為普通的循環(huán)伏安儀。
2) .分別配制10—2mol/L馬來酸噻嗎洛爾和磷鎢酸溶液，攪拌下讓其混合制備其離子締合物。過濾、用去離子水洗滌該沉淀數(shù)次后，室溫下干燥至干。該離子締合物用作為PVC敏感 膜成份中的電活性物；按比例稱取PVC、電活性物、D0P,用四氫呋喃為溶劑，充分?jǐn)嚢柚?備PVC膜敏感溶液制備PVC膜敏感液時電活性物、增塑劑和PVC三者質(zhì)量百分比(％)分 別為電活性物l.O,增塑劑64.0， PVC35.0。用浸涂法(重復(fù)操作3-4次)將PV'C敏感液 涂于修飾電極上，晾干后即制得了化學(xué)傳感器(I )。
3).用自由基熱聚合法制備馬來酸噻嗎洛爾印跡聚合物(MIP)，按摩爾比(馬來酸噻嗎洛 爾MM: TMP = 1 : 4 : 4),取馬來酸噻嗎洛爾、MAA和EGDMA于10mL氯仿中，溶解后通 氮?dú)?5min，加入20mg偶氮二異丁腈后將容器密封，在60'C下恒溫反應(yīng)24h后，取出產(chǎn)物， 經(jīng)研磨、篩分得到顆粒粒徑20 34uM聚合物裝柱，分別用洗脫液(溶劑+乙酸，9: 1, V/V) 和溶劑洗滌印跡聚合物以脫除馬來酸噻嗎洛爾，5(TC下干燥制得印跡聚合物A。
4).取聚合物A、 PVC和DOP，按一定質(zhì)量比(聚合物A: PVC:增塑劑=1.0 : 0.9 : 1.6)，用四氫呋喃為溶劑，攪拌后倒入4cm培養(yǎng)皿中，室溫放置成膜II,將膜II復(fù)合于化
學(xué)傳感器I上，即制得全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器。 例3
1) .基質(zhì)電極經(jīng)預(yù)處理后，采用循環(huán)掃描電聚合法進(jìn)行化學(xué)修飾.即以基質(zhì)電極為工作電 極、飽和甘汞電極為參比電極和鉑電極為對電極，電聚合用吡咯溶液(0.02raol/L)含KCI 0.30mol/L,在掃描速率為60mV/s，掃描電位范圍為-0. 1 +0. 70V,掃描次數(shù)為10 50次。 所用儀器為普通的循環(huán)伏安儀。
2) .分別配制1(Tmol/L馬來酸噻嗎洛爾和磷鎢酸溶液，攪拌下讓其混合制備其離子締合 物。過濾、用去離子水洗滌該沉淀數(shù)次后，室溫下干燥至干。該離子締合物用作為PVC敏感 膜成份中的電活性物；按比例稱取PVC、電活性物、D0P，用四氫呋喃為溶齊U,充分?jǐn)嚢柚?備PVC膜敏感溶液制備PVC膜敏感液時電活性物、增塑劑和PVC三者質(zhì)量百分比(％)分 別為電活性物0.8，增塑劑63.2, PVC36.0。用浸涂法(重復(fù)操作3-4次)將PVC敏感液 涂于修飾電極上，晾干后即制得了化學(xué)傳感器(I )。
3) .用自由基熱聚合法制備馬來酸噻嗎洛爾印跡聚合物(MIP),按摩爾比(馬來酸噻嗎洛 爾MM: EGDMA = 1:8: 12),取馬來酸噻嗎洛爾、MAA和EGDMA于lOmL甲醇中，溶解后 通氮?dú)?5min，加入20mg偶氮二異丁腈后將容器密封，在6(TC下恒溫反應(yīng)24h后，取出產(chǎn) 物，經(jīng)研磨、篩分得到顆粒粒徑20 34uM聚合物裝柱，分別用洗脫液(溶劑+乙酸，9: 1, V/V)和溶劑洗煤印跡聚合物以脫除馬來酸噻嗎洛爾，5(TC下干燥制得印跡聚合物A。
4).取聚合物A、 PVC和DBP,按一定質(zhì)量比(聚合物A: PVC:增塑劑=1. 0 : 0. 9 : 1.8)，用四氫呋喃為溶劑，攪拌后倒入4cm培養(yǎng)皿中，室溫放置成膜II,將膜II復(fù)合于化
7學(xué)傳感器I上，即制得全固態(tài)噻嗎洛爾離子電位型化學(xué)傳感器。 該傳感器在使用之前應(yīng)置于1. 00X 1(Tmol/L噻嗎洛爾活化6h。
從圖l可以看出，本發(fā)明的傳感器與噻嗎洛爾PVC膜電極相比，其選擇性顯著地優(yōu)于 現(xiàn)有的PVC膜電極。
從圖2電位響應(yīng)曲線可看出，本發(fā)明的傳感器在10—5 - 10—2mol/L濃度范圍內(nèi)呈線性響應(yīng)。
權(quán)利要求
1、一種噻嗎洛爾電位型化學(xué)傳感器，從上至下依次為基質(zhì)電極、電極表面上的導(dǎo)電修飾層、PVC離子敏感膜和含有分子印跡聚合物的膜材料。
2、 權(quán)利要求l所述的的化學(xué)傳感器，其特征在于基質(zhì)電極為玻碳。
3、 權(quán)利要求1所述的的化學(xué)傳感器，其特征在于電極表面上的導(dǎo)電修飾 層為聚吡咯。
4、 權(quán)利要求1所述的的化學(xué)傳感器，其特征在于印跡聚合物粒度為20-40,。
5、 權(quán)利要求1所述的的化學(xué)傳感器，其特征在于含有分子印跡聚合物的膜材料的薄膜厚度為120-150^m。
6、 權(quán)利要求1所述的的化學(xué)傳感器的制備方法，包括以下幾步① 采用電化學(xué)聚合法對基質(zhì)電極進(jìn)行化學(xué)修飾，以制備化學(xué)修飾電極；② 用四氫呋喃為溶劑制備PVC離子敏感(膜)液，用浸涂法在修飾電極上涂 復(fù)PVC離敏感膜，制備化學(xué)傳感器I;◎用自由基共聚法制出印跡聚合物；將印跡聚合物與增塑劑、PVC離子敏 感膜一起制備出薄膜II;④將膜II復(fù)合在化學(xué)傳感器I的PVC離子敏感膜上而成。
7、 權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟l中電極修飾時所用的單 體溶液為(0.01-0.5mol/L)吡咯，其含有(0.010-0.50mol/L) KC1;修飾方法為 循環(huán)掃描電聚合法；
8、 權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟2中制備PVC離子敏感 (膜)液時，電活性物噻嗎咯爾-磷鎢酸離子締合物、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和PVC三者的質(zhì)量百分比(%)范圍為(0.4-3.0): (32.0-38.0): (60.0-66.0)。
9、 權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟3'中具體^j備過程如下將功能單體、交聯(lián)劑和模板置于致孔溶劑中，模板、功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為l: (2-8) : (2-12)，通氮除氧后，于35。C 75'C溫度下聚合24小時，經(jīng) 研磨、篩分和脫除模板分子后制得馬來酸噻嗎洛爾分子印跡聚合物；按印跡聚合 物、增塑劑、PVC按質(zhì)量比(0.8-1.8) : ( 0.8-2.0 ) : (1.6-3.0)溶于四氫呋喃 中，制成MIP-PVC膜，即膜II。
10、 權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于功能單體為MAA、 MMA或四-乙烯基吡咯，交聯(lián)劑為乙二醇二甲基丙烯酸甲酯(EGDMA)或三羥甲基三丙烯 酸酯(TMP)，模板為馬來酸噻嗎咯爾，增塑劑為DOP、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP) 或鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。
全文摘要
本發(fā)明涉及屬于電位型化學(xué)傳感器，特指一種馬來酸噻嗎洛爾電位型化學(xué)傳感器及其制備方法，制作方法如下①對基質(zhì)電極經(jīng)表面預(yù)處理后，采用循環(huán)掃描電聚合法進(jìn)行化學(xué)修飾，制備其化學(xué)修飾電極；②以四氫呋喃為溶劑，用常規(guī)方法制備PVC膜敏感溶液，用浸涂法在修飾電極上涂覆PVC敏感膜，制備出化學(xué)傳感器(I)；③制備馬來酸噻嗎洛爾分子印跡聚合物(聚合物A)。用聚合物A制備含有聚合物A的PVC膜(膜II)；④將膜II復(fù)合在化學(xué)傳感器I的PVC敏感膜上。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的含有內(nèi)參比溶液電極的缺點(diǎn)，而且本發(fā)明的化學(xué)傳感器對分子中含醇胺或亞氨等結(jié)構(gòu)的藥物(如鹽酸普萘洛爾等)離子的選擇性顯著優(yōu)于現(xiàn)有的離子選擇性電極。
文檔編號G01N27/333GK101556258SQ200910029250
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者孫成俊, 孫賢祥 申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院