一種雌酮分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米功能材料、環(huán)境檢測(cè)及傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種雌酬分子印 跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境水體內(nèi)分泌干擾物對(duì)于人類(lèi)健康與環(huán)境中其他生物的影響范圍的漸漸擴(kuò)大 也引起人們對(duì)它越來(lái)越廣泛的關(guān)注，運(yùn)類(lèi)污染物通過(guò)攝入、轉(zhuǎn)化、新陳代謝、累積等各種途 徑對(duì)生物體起作用，它濃度低、慢性地危害于人類(lèi)與其他生物體主要是通過(guò)生殖系統(tǒng)作用， 雌酬作為典型的內(nèi)分泌干擾物，其分子作用模式類(lèi)似于生物體內(nèi)源激素，雌酬通過(guò)受體-介 導(dǎo)途徑，結(jié)合細(xì)胞胞外受體，與啟動(dòng)子識(shí)別位置結(jié)合從而將雌酬轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，開(kāi)始 目的基因的表達(dá)，因而可W模擬、阻止或者干擾雌激素、雄性激素等內(nèi)分泌過(guò)程。
[0003] 雌酬等內(nèi)分泌干擾物引起了許多野生生物如魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)、海洋哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi) 等出現(xiàn)了性器官變形和生殖素亂、引起雌性化等病理癥狀，流行病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)分泌干 擾物對(duì)人類(lèi)胚胎時(shí)期的影響可能導(dǎo)致成年如糖尿病、屯、臟病甚至與生殖繁殖率下降等有關(guān) 的慢性疾病。由此可見(jiàn)，雌酬等內(nèi)分泌干擾物對(duì)生殖發(fā)育有著不可逆轉(zhuǎn)的生理效應(yīng)，也與人 類(lèi)健康密切相關(guān)，而受精卵、性未成熟的個(gè)體等更容易受到影響。
[0004] 雌酬作為典型的內(nèi)分泌干擾物，在環(huán)境水體中分布廣、濃度低、基質(zhì)復(fù)雜和對(duì)生態(tài) 系統(tǒng)及人體潛在危害性大，因此分析雌酬時(shí)環(huán)境樣品的前處理及儀器分析技術(shù)要求尤為嚴(yán) 格，建立水體中雌酬簡(jiǎn)便、低成本、高選擇性和高靈敏度的檢測(cè)分析方法顯得更加重要。常 用的雌酬檢測(cè)方法為液相色譜、氣相色譜及其聯(lián)用技術(shù)等，近年來(lái)，雌酬檢測(cè)技術(shù)如電化學(xué) 檢測(cè)法和免疫法發(fā)展迅速。
[000引 CN101946005A公開(kāi)了通過(guò)質(zhì)譜法檢測(cè)雌酬的方法。CN104849262公開(kāi)了一種電化 學(xué)發(fā)光傳感器陣列W及制備方法及應(yīng)用。CN104297305A公開(kāi)了一種CdS敏化Ti化環(huán)境雌激 素光電化學(xué)傳感器制備方法與應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明采用化fion作為陽(yáng)離子交換劑和MWCNT對(duì)S聯(lián)化晚釘靜電吸附作用W及溶 膠凝膠法制備成分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器。
[0007] 本發(fā)明提供了一種雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的制備方法及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì) 雌酬的高靈敏度和選擇特異性檢測(cè)分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的之一是提供一種雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的及其制備方法。
[0009] 本發(fā)明的目的之二是將所制備的雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器用于高靈敏度 檢測(cè)環(huán)境中雌酬濃度。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明所述的一種雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的制 備方法，包括如下步驟： (1)在離屯、管中分別加入四乙氧基硅烷、甲基甲氧基硅烷、苯基甲氧基硅烷、無(wú)水乙 醇、濃度為0.05~0.2 mol/L的鹽酸和超純水組成溶膠混合液，所述的四乙氧基硅烷、甲基甲 氧基硅烷、苯基甲氧基硅烷、無(wú)水乙醇、濃度為0.05~0.2 mol/L的肥1、超純水的體積比為： 20:6:4: 20:1:20~20:6:8: 20:1:20，混懸后得到均一、透明的溶膠-凝膠，得到的溶膠-凝膠 即為非分子印跡聚合物； (2) 在上述非分子印跡聚合物中加入50~150 mg/L的雌酬溶液，混懸后形成分子印跡 聚合物，所述的非分子印跡聚合物與雌酬溶液的體積比為5:1~15:1，在干燥條件下室溫存 放； (3) 稱(chēng)取多壁碳納米管(MWCNT)加入濃硫酸和濃硝酸的混合液中，所述多壁碳納米管 與濃硫酸和濃硝酸的混合液的比例為8111旨/12111以15 mg/12mL，所述濃硫酸與濃硝酸的體積 比為2:1~5:1，所述濃硫酸的濃度為16.0~18.4 mo 1 /L，所述濃硝酸的濃度為14~16 mo 1 /1; 在70~100 °C加熱回流后，用純水反復(fù)洗至中性，用纖維濾紙抽濾，40~60 °C真空干燥箱烘 干，得到端基簇酸化的MWCNT，紅外燈下研磨成粉狀儲(chǔ)存； (4) 稱(chēng)取步驟(3)酸處理后的端基簇酸化的MWCNT加入二甲亞諷，超聲分散后得到均 一、穩(wěn)定的端基簇酸化的MWCNT懸濁液； (5) 稱(chēng)取S聯(lián)化晚釘固體至超純水中溶解配制成^2 mmol/L Ru(bpy)32+溶液； (6) 在金電極表面滴2~3化的全氣化樹(shù)脂溶液(化f ion)，待其室溫驚干后制成化f ion 電極，再滴4~6化步驟（4)制備的端基簇酸化的歷CNT懸濁液，室溫驚干制備成歷CNT/ Naf ion電極，將該電極置于步驟巧)配制的Ru(bpy)32+溶液中浸泡30~40 min后取出，用超純 水將表面未吸附的Ru(bpy)32+溶液沖洗干凈，室溫驚干，得到Ru(bpy)3 27MWCNT/化fion固相 發(fā)光電極； (7) 在步驟(6)制備成Ru(bpy)327MWCNT/Nafion固相發(fā)光電極上滴8~10化步驟(2)審。 得的分子印跡聚合物，室溫驚干，將驚干后的電極置于40~50 °C超純水中磁力攬拌洗脫W 去除模板分子雌酬，得到分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器(E化-MIP傳感器）。
[00川在上述步驟（1)中所述的肥1濃度優(yōu)選0.1 mol/L;所述四乙氧基硅烷、甲基甲氧基 硅烷、苯基甲氧基硅烷、無(wú)水乙醇、0.1 mo 1/L肥1和超純水的體積比優(yōu)選為20:6:6: 20:1: 20 O
[001引在上述步驟（1)中所加入的四乙氧基硅烷、甲基甲氧基硅烷、苯基甲氧基硅烷、無(wú) 水乙醇、肥1和超純水組成溶膠混合液，通過(guò)混懸1 h，得到均一、透明的溶膠-凝膠。
[0013] 在上述步驟(2)中，所述的非分子印跡聚合物與雌酬溶液的體積比優(yōu)選10:1，所述 雌酬溶液的濃度優(yōu)選100 mg/L。
[0014] 在上述步驟(3)中，稱(chēng)取多壁碳納米管(MWCNT)IO mg加入到濃硫酸和濃硝酸的12 mL混合液中，所述濃硫酸和濃硝酸體積比=3:1，持續(xù)4 h的90 °C加熱回流，純水反復(fù)洗至 中性，用0.25皿的纖維濾紙抽濾，40 °C真空干燥箱烘干，得到端基簇酸化的MWCNT，紅外燈 下研磨成粉狀儲(chǔ)存。
[001引在上述步驟(4)中，稱(chēng)取1.0 mg酸處理后的端基簇酸化的MWCNT加入1血二甲亞諷 中，超聲分散20 min,得到均一、穩(wěn)定的懸濁液;取2.5化懸濁液滴涂于金電極表面，室溫驚 干即得MWCNT修飾的金電極。
[0016] 在上述步驟(6)中，在金電極表面滴2.5化的Nafion,待其室溫驚干后制成化fion 電極，再滴5化MWCNT懸濁液，室溫驚干制備成MWCNT/Nafion電極;稱(chēng)取15 mgS聯(lián)化晚釘 固體至20 mL超純水中溶解得到I mmol/L Ru(bpy)32+溶液，將該電極置于I mmol/L Ru (bpy)32+溶液中浸泡30 min后取出，用超純水將表面未吸附的Ru(bpy)32+溶液沖洗干凈，室 溫驚干，得到Ru (bpy) 327MWCNT/Naf i on固相發(fā)光電極。
[0017] 在上述步驟(7)中，制備成Ru(bpy)327MWCNT/化fion固相發(fā)光電極上滴8化分子 印跡聚合物，室溫驚干，將驚干后的電極置于40 °C超純水中磁力攬拌洗脫40 min,得到分 子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器(E化-MIP傳感器）。
[0018] 本發(fā)明所述的制備方法制得的雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器，應(yīng)用于雌酬環(huán)境 內(nèi)分泌干擾物的檢測(cè)，其特征在于，包括如下步驟： (1) 將電化學(xué)工作站與發(fā)光分析系統(tǒng)W及光電倍增管組合成電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)體系，并 通過(guò)=電極體系進(jìn)行測(cè)試，使用上述的制備方法制得的雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器作 為工作電極，銷(xiāo)絲電極為對(duì)電極，Ag/AgCl為參比電極，在3 mL、pH 6.0~8.0的憐酸鹽緩沖溶 液配制的1 mg/L雌酬溶液中檢測(cè)分析； (2) 電化學(xué)工作站采用循環(huán)伏安法在-1.2~2.0 V電壓范圍內(nèi)掃描，掃描速率為0.1 V/ S，發(fā)光分析系統(tǒng)的電壓值為-1000~-800 V，檢測(cè)得到雌酬具有增強(qiáng)雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā) 光傳感器發(fā)光信號(hào)的作用； (3) 10化正S丙胺作為共反應(yīng)劑加入到1 mg/L雌酬溶液中進(jìn)行混合均勻，能極大提高 雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的發(fā)光信號(hào)； (4) 與步驟(2)在相同條件下將雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器用于檢測(cè)與雌酬結(jié)構(gòu) 相近的雌二醇、雙酪AW及壬基酪的溶液，并且加入10 yL的98%正=丙胺溶液，確定雌酬分 子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器對(duì)雌酬具有特異選擇功能； (5) 由步驟(2)得到的雌酬對(duì)雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器具有增強(qiáng)發(fā)光信號(hào)的作 用，根據(jù)所得發(fā)光強(qiáng)度值與雌酬標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度之間的線性關(guān)系，建立定量曲線； (6) 將待測(cè)水樣代替雌酬的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待測(cè)水樣經(jīng)0.25 WIi過(guò)濾，按照步驟巧)雌酬定量 曲線的方法進(jìn)行檢測(cè)分析。
[0019] 本發(fā)明所述的制備方法制得的雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器，其特征在于，所 述的雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器能夠特異性、高靈敏度識(shí)別溶液中雌酬，并且實(shí)現(xiàn)對(duì) 水體中的雌酬分子進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)快速定量檢測(cè)分析。
[0020] 具體地說(shuō)，本發(fā)明所述的一種雌酬分子印跡電化學(xué)發(fā)光傳感器的制備方法，其制 備方法的步驟是： (1) 在離屯、管中分別加入四乙氧基硅烷、甲基甲氧基硅烷、苯基甲氧基硅烷、無(wú)水乙 醇、HCKO. 1 mol/L)和超純水組成溶膠混合液，所述的四乙氧基硅烷、甲基甲氧基硅烷、苯 基甲氧基硅烷、無(wú)水乙醇、HCl (0.1 mo 1 /L )、超純水的體積比為