一種過氧化聚多巴胺修飾電極以及基于該電極的氯霉素電化學檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及食品中獸藥殘留檢測技術領域，具體涉及一種過氧化聚多巴胺修飾電極以及基于該電極的氯霉素電化學檢測方法。
【背景技術】
[0002]氯霉素類抗生素，是一類包括氯霉素以及一系列氯霉素衍生物的廣譜高效抗菌性藥物，廣泛用于動物各種細菌性傳染疾病的治療。醫學研宄表明，食品中的氯霉素類藥物殘留對人體有嚴重的副作用，長期微量攝入會使一些致病菌產生耐藥性，引起機體正常菌群失調，使人容易感染各種疾病。此外，氯霉素類藥物對人的骨髓細胞、肝細胞具有毒性作用。我國農業部2002年發布《食品動物禁用的獸藥及其他化合物清單》，禁止給所有食品動物使用氯霉素。但由于氯霉素價格低廉、抑菌效果好，目前仍有人在違規使用。因此，檢測動物源性食品中的氯霉素殘留量對食品質量監控和消費者健康保障具有重要意義。
[0003]目前，氯霉素殘留的檢測方法主要有微生物法、色譜法、光譜法、免疫分析和電化學傳感分析等快速檢測方法。微生物法經濟簡便、容易操作，但其敏感性和特異性低，而且由于其結果會出現假陽性，容易引起誤判。色譜法具有靈敏度高、準確可靠等特點，但是專業性強、成本較高、樣品前處理操作復雜，不適合進行大批量樣品的快速篩選檢測。光譜法具有成本低、操作簡便等優點，但其選擇性較低，而且近紅外光譜法需要結合化學計量學技術進行數據解析，專業性強。免疫分析法快速靈敏、特異性強、適于大批量樣品的快速篩選檢測，但所用抗體的制備過程繁瑣耗時、測定成本高。電化學傳感分析法具有快速靈敏、操作簡便、易于微型化和實現現場分析等特點，在氯霉素殘留快速檢測方面具有獨特優勢。近年來，氯霉素的生物電化學傳感檢測和分子印跡仿生傳感檢測方法取得了一定的突破，但是生物分子價格昂貴，且環境耐受性差。雖然分子印跡聚合物克服了生物分子的上述缺陷，但尋找合適的功能單體和洗脫劑的過程費時費力。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題之一是，為了克服現有技術中氯霉素殘留檢測技術的不足，提供一種用于食品中氯霉素殘留檢測的過氧化聚多巴胺修飾電極。
[0005]本發明所要解決的另一技術問題是，提供一種基于過氧化聚多巴胺修飾電極的氯霉素電化學檢測方法。
[0006]一種過氧化聚多巴胺修飾電極，通過包含如下步驟的方法制備得到:
51.將玻碳電極置于多巴胺溶液中，在室溫條件下避光反應，反應結束后，取出電極用超純水充分淋洗，得聚多巴胺修飾電極；
52.將堿溶液置于電解杯中，通氮除氧后，以聚多巴胺修飾電極為工作電極，鉑絲電極為輔助電極，Ag/AgCl電極為參比電極，將三電極系統置于堿溶液中，分別通過電極線連接于電化學分析儀，用循環伏安法對聚多巴胺修飾電極進行電化學處理，即得過氧化聚多巴胺修飾電極。
[0007]本發明所述的過氧化聚多巴胺修飾電極相對于聚多巴胺修飾電極而言，通過過氧化處理使聚多巴胺所帶的負電荷增加，與溶液中帶正電荷的氯霉素分子之間的靜電吸引作用力增強，氯霉素分子更容易到達電極表面進行電化學反應。因此，氯霉素在過氧化聚多巴胺修飾電極上的響應電流明顯增強，可大大降低氯霉素的檢出限，提高檢測的靈敏度。
[0008]此外，本發明制備得到的過氧化聚多巴胺修飾電極對氯霉素具有良好的選擇性。經檢測，濃度為氯霉素濃度10倍的硫酸慶大霉素、青霉素鉀、新霉素硫酸鹽、鹽酸金霉素、鹽酸強力霉素、甲砜霉素均不干擾氯霉素的測定。
[0009]優選地，S1.中所述的多巴胺溶液通過如下方法配置得到:將多巴胺溶解在pH值為8.2-8.8的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液(Tris-HCl)或pH值為6.8-7.4的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中。
[0010]優選地，所述的多巴胺溶液中多巴胺的濃度為1~4 mg/mL ;Tris_HCl或PBS的濃度為 5—10 mmol/Lo
[0011]優選地，S1.中所述的避光反應，其反應時間為2~20 h。
[0012]優選地，S1.中所述的室溫是指15~30° C。
[0013]優選地，S2.中所述的堿溶液是濃度為0.1-0.5 mo I/L的NaOH或KOH溶液。
[0014]優選地，S2.中所述的通氮除氧，其時間為10~30 min。
[0015]優選地，S2.中所述循環伏安法的具體條件為:在-1.5-1.0 V電壓范圍內，以50mV/s的掃速循環伏安掃描5~8圈，將處理后的電極用超純水充分淋洗，即得。
[0016]一種基于過氧化聚多巴胺修飾電極的氯霉素電化學檢測方法，使用本發明所述的過氧化聚多巴胺修飾電極，通過直接測定氯霉素在過氧化聚多巴胺修飾電極上的電化學響應信號得到待測溶液中氯霉素的濃度。
[0017]優選地，所述的氯霉素電化學檢測方法為:檢測氯霉素時，以過氧化聚多巴胺修飾電極為工作電極，采用方波伏安法直接測定氯霉素在-0.65 V的還原電流。
[0018]最優選地，所述的氯霉素電化學檢測方法為:檢測氯霉素時，以濃度為0.05-0.2mo I/L的PBS(pH值為6.8-7.4)為背景溶液，通氮除氧10~30 min ;當溶液中含有氯霉素時，靜電吸引和氫鍵作用力使氯霉素分子到達過氧化聚多巴胺修飾電極的表面，從而可以在電極上獲得氯霉素的還原電流，該還原電流與溶液中氯霉素的濃度成正比；根據電流與氯霉素濃度的對應關系，建立標準曲線，用于待測樣品中氯霉素含量的測定。
[0019]相對于現有技術，本發明具有以下優點和有益效果:
(I)利用電化學方法測定氯霉素，克服了色譜等大型分析儀器測定成本高、現場分析能力差的缺點，具有樣品前處理簡單、試劑消耗量少、靈敏度高、快速簡便等優點，可為微型、靈敏的現場快速檢測儀器的發明提供依據。
[0020](2)使用過氧化聚多巴胺修飾電極，通過直接測定氯霉素的還原電流進行檢測，制備方法和檢測方法快速簡便、成本低廉。
[0021 ] (3 )本發明建立的氯霉素電化學檢測方法，選擇性好、線性范圍寬，可用于牛奶和蜂蜜等食品樣品中氯霉素殘留的快速檢測。
[0022](4)本發明中玻碳電極的修飾方法可推廣至絲網印刷電極等微電極，進一步開發微型檢測儀器。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例1中聚多巴胺修飾電極(a)和過氧化聚多巴胺修飾電極(b)在0.1mmol/L氯霉素溶液中的方波伏安圖。
[0024]圖2為實施例1中過氧化聚多巴胺修飾電極測定不同濃度(a.0.003, q.1.1mmol/L)氯霉素溶液的方波伏安圖；插圖為還原電流與氯霉素濃度的關系曲線。
【具體實施方式】
[0025]以下結合具體實施例來進一步解釋本發明，但實施例對本發明不做任何形式的限定。
[0026]實施例中所用試劑均為分析純，所有溶液均用超純水配制。
[0027]實施例1
1.制備過氧化聚多巴胺修飾電極
多巴胺溶液的配制:將多巴胺溶解在pH值為8.5的10 mmol/L Tris-HCl中，其中，多巴胺的濃度為2 mg/mL。
[0028]聚多巴胺修飾電極的制備:將直徑為3 mm的玻碳電極在拋光絨毛墊上依次用1.0、0.3和0.05 μπι的Al2O3拋光粉拋光，每一步均用超純水洗凈，然后依次在1:1 HNO3溶液、無水乙醇和超純水中分別超聲清洗3~5 min,再將電極置于0.5 mol/L硫酸溶液中，在-1.0-+1.0 V電位區間內，以50 mV/s進行循環伏安掃描直到獲得穩定的循環伏安響應為止，將電極取出用超純水淋洗待用。將新鮮配制的多巴胺溶液置于小燒杯中，將上述預處理的玻碳電極置于多巴胺溶液中，室溫條件下避光反應2.5 h，取出電極用超純水充分淋洗。
[0029]過氧化聚多巴胺修飾電極的制備:將0.5 mol/L的NaOH溶液置于電解杯中，通氮除氧15 min后，以聚多巴胺修飾電極為工作電極，鉑絲電極為輔助電極，Ag/AgCl電極為參比電極，將三電極系統置于堿溶液中，分別通過電極線連接于電化學分析儀，在-1.5-1.0 V電壓范圍內，以50 mV/s的掃速循環伏安掃描6圈，將處理后的電極用超純水充分淋洗。
[0030]為考察對聚多巴胺修飾電極進行過氧化處理的作用，使用過氧化處理前后的聚多巴胺修飾電極對0.1 mmol/L氯霉素溶液(pH 7.0 PBS配制)進行測定，結果如圖1所示。氯霉素在過氧化聚多巴胺修飾電極上的響應電流明顯增強