用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器转让专利

申请号 : CN201510848676.0

文献号 : CN105301066B

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发明人 : 龚静鸣江敏

申请人 : 华中师范大学

摘要 :

本发明涉及用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器,它由表面覆有绝缘膜层的玻碳电极和涂覆在玻碳电极表面的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖膜层组成。所述的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖是将模板分子卡那霉素和壳聚糖混合搅拌溶解在有机溶剂中,静电纺丝制备纳米纤维壳聚糖,然后洗脱脱除模板分子卡那霉素,干燥得到的。本发明的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器可实现卡那霉素的高灵敏、高选择性检测。整个发明过程操作简单,成本低廉,检测时间短,具有良好稳定性,符合实际需要,成功应用于实际样品检测,环境友好,便于扩大生产。

权利要求 :

1.用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器,其特征在于:它由表面覆有绝缘膜层的玻碳电极和涂覆在玻碳电极表面的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖膜层组成,所述的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖是将模板分子卡那霉素和壳聚糖混合搅拌溶解在有机溶剂中,静电纺丝制备纳米纤维壳聚糖,然后洗脱脱除模板分子卡那霉素,干燥得到的;所述模板分子卡那霉素和壳聚糖的质量比为1:2-1:4。

2.权利要求1所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)电极绝缘膜构建:在洁净的玻碳电极表面电镀邻苯二胺,得到聚o-PD/GCE;

2)将模板分子卡那霉素和壳聚糖混合搅拌溶解在有机溶剂中,静电纺丝制备纳米纤维壳聚糖,然后洗脱脱除模板分子卡那霉素,干燥得到印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖,将印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖配成分散液,涂覆在聚o-PD/GCE表面,在室温下干燥,即得到基于分子印迹的电纺纳米纤维壳聚糖玻碳电极,记为分子印迹CS/聚o-PD/GCE。

3.根据权利要求2所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器的制备方法,其特征在于:

所述的步骤1)为将o-PD和电解质KCl溶解在PBS溶液中配制成o-PD的PBS溶液,然后以此作电解液,利用循环伏安法,将聚邻苯二胺电镀到玻碳电极表面,即得聚o-PD/GCE;

所述的步骤2)中印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖配成分散液的浓度为0.8-

1.2mg/mL。

4.根据权利要求2所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器的制备方法,其特征在于:

所述的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖玻碳电极的制备方法为:将壳聚糖溶解在TFA和DCM溶液中,再加入卡那霉素,搅拌过夜,得到静电纺丝液,然后用注射泵将静电纺丝液从注射器中注出进行静电纺丝,高压发生器的阳极与注射器末端连接,阴极与带有铝箔的收集板相连,收集的静电纺丝纤维室温干燥过夜以除去TFA及纺丝后可能含有的水分,待干燥完全后,将其放在饱和的碳酸钠溶液中浸泡过夜,中和过量的酸,最后用5%稀盐酸溶液和水对模板分子进行反复洗脱,干燥而得。

5.根据权利要求4所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器的制备方法,其特征在于:

所述TFA和DCM的体积比为7:3,静电纺丝电压为15-18KV,注射器的针头是20-22号,静电纺丝液的流速为1-1.2mL/h。

6.根据权利要求2所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器的制备方法,其特征在于:

静电纺丝体系中壳聚糖的质量体积浓度为0.02-0.04g/mL。

7.权利要求1所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器在卡那霉素含量检测中的应用,其特征在于:应用方法:将电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器即分子印迹CS/聚o-PD/GCE电极浸泡在含有目标卡那霉素分子的待测溶液中一段时间,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,修饰后的玻碳电极为工作电极,采用电化学交流阻抗谱法,振幅10mV,确定频率为0.1Hz时Z"值,根据公式C=-1/(2πf Z"),计算求得C值,将该电容值与未经卡那霉素待测溶液浸泡电容值C0进行比较,计算得到此卡那霉素分子印迹CS/聚o-PD/GCE的相对电容变化量,相对电容变化量=(C-C0)/C0;

基于预先获得的相对电容变化量与卡那霉素浓度值的标准曲线,计算求得待测样品溶液中卡那霉素的含量。

8.根据权利要求7所述的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器在卡那霉素含量检测中的应用,其特征在于:所述PBS电解质溶液为pH=7的0.1M的PBS电解质溶液;

所述分子印迹CS/聚o-PD/GCE在含有目标分子卡那霉素的待测溶液中浸泡时间至少为

15min;

相对电容变化量与卡那霉素浓度值的标准曲线的获得方法:配制一系列浓度的卡那霉素溶液,将分子印迹CS/聚o-PD/GCE放在各浓度的卡那霉素溶液中浸泡一段时间,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,采用电化学交流阻抗谱法,振幅10mV,确定频率为0.1Hz时,测定其Z",根据公式C=-1/(2πf Z"),计算求得C值,将该电容值与未经卡那霉素待测溶液浸泡的电容值C0进行比较,计算得到不同浓度的卡那霉素溶液的相对电容变化量,相对电容变化量=(C-C0)/C0;

拟合获得相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的标准曲线c(x,y)—x为卡那霉素浓度,y为相对电容变化量。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述拟合为分段拟合,分别得到小浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c1(x1,y1)——x1卡那霉素浓度,

0.1-100ng/ml,y1为相对电容变化量,和大浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c2(x2,y2)——x2卡那霉素浓度,100-500ng/ml,y2为相对电容变化量;

相应地,在求算待测样品中卡那霉素浓度时,根据待测样品溶液中相对电容变化量确定选用小浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c1(x1,y1),还是大浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c2(x2,y2),然后结合该待测样品溶液的相对电容变化量计算待测样品中卡那霉素浓度。

说明书 :

用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器

技术领域

[0001] 本发明属电容性传感器领域,具体涉及一种用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器及用其检测卡那霉素的方法。

背景技术

[0002] 卡那霉素(kanamycin)是一种常用的氨基糖苷类抗生素,和其他氨基糖苷类抗生素相似,有相对较低的安全残留限量,会引起许多副作用,例如:听力丧失,毒害肾脏和对药物过敏。此外,卡那霉素在农业、水产业、畜牧业中广泛应用,也常用作饲料添加剂,加速动物的生长发育,但残留在畜产品中的抗生素被人类长期食用后将会严重危害人类健康。目前,许多分析方法被用于卡那霉素的检测,例如:高效液相色谱法、微生物法、共振瑞利散射法、分光光度法、电化学法等。其中电化学法因为装置简单、检测迅速、灵敏度高、成本低等优势而快速发展,目前报道的文献方法有:基于纳米颗粒、石墨烯和硫堇无标记免疫型传感器,基于水溶型石墨烯/普鲁士蓝-壳聚糖/纳米多孔复合材料免疫型传感器,基于可见光活性C3N4和石墨氧化物纳米复合材料光电化学适配体型传感器等。电容型分子印迹传感器是对绝缘层厚度或表面介电性质的改变而作出响应的,其具有不需要标记、检测下限低等优点而广泛应用。
[0003] 静电纺丝技术近年来在制备纳米纤维领域得到广泛应用,它是制备亚微米级纤维的有效方法,许多高聚物已经通过静电纺丝法纺成非织造纤维膜、定向纤维束和三维结构的纤维支架,这些纳米纤维均具有表面积大和孔隙率高的特点,目前已成功应用于医学、传感器、电池和电容器等领域。静电纺丝装置主要由高压电源、带有细小喷头的容器和接收装置组成。其基本原理是:聚合物溶液或熔体在外加高压静电场力作用下形成带静电的喷射流,干燥后形成纳米纤维。在注射器末端和收集板之间施加电场后,表面电荷使聚合物液滴由球型变为圆锥型。当场强超过临界值,即表面电荷的静电排斥力克服表面张力时,带电射流喷射,电荷密度与内部场强之间相互作用已达到平衡。高表面电荷密度造成“鞭动”,伴随溶剂的迅速挥发,射流弯曲生成高度拉伸的聚合物纤维。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是以廉价的壳聚糖作为检测材料,通过引入卡那霉素印迹分子,构建一种新型的用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
[0006] 用于检测卡那霉素的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器,它由表面覆有绝缘膜层的玻碳电极和涂覆在玻碳电极表面的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖膜层组成。
[0007] 所述的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖是将模板分子卡那霉素和壳聚糖混合搅拌溶解在有机溶剂中,静电纺丝制备纳米纤维壳聚糖,然后洗脱脱除模板分子卡那霉素,干燥得到的。
[0008] 按上述方案,所述模板分子卡那霉素和壳聚糖的质量比为1:2-1:4。
[0009] 上述电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器的制备方法,包括以下步骤:
[0010] 1)电极绝缘膜构建:在洁净的玻碳电极表面电镀邻苯二胺,得到聚o-PD/GCE;
[0011] 2)将模板分子卡那霉素和壳聚糖混合搅拌溶解在有机溶剂中,静电纺丝制备纳米纤维壳聚糖,然后洗脱脱除模板分子卡那霉素,干燥得到印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖,将印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖配成分散液,涂覆在聚o-PD/GCE表面,在室温下干燥,即得到基于分子印迹的电纺纳米纤维壳聚糖玻碳电极,记为分子印迹CS/聚o-PD/GCE。
[0012] 按上述方案,所述的步骤1)为将o-PD(邻苯二胺)和电解质KCl溶解在PBS溶液中配制成o-PD的PBS溶液,然后以此作电解液,利用循环伏安法,将聚邻苯二胺电镀到玻碳电极表面,即得聚o-PD/GCE。
[0013] 按上述方案,所述的步骤1)中o-PD的PBS溶液为10mM o-PD的0.1M PBS溶液(pH=7.0),循环伏安法的实验参数为:电压范围0-0.8V,扫速4-6mV/s,扫描8-12圈。
[0014] 按上述方案,所述的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖的制备方法为:将壳聚糖溶解在TFA和DCM溶液中,再加入卡那霉素,搅拌过夜,得到静电纺丝液,然后用注射泵将静电纺丝液从注射器中注出进行静电纺丝,高压发生器的阳极与注射器末端连接,阴极与带有铝箔的收集板相连,收集的静电纺丝纤维室温干燥过夜以除去TFA及纺丝后可能含有的水分,待干燥完全后,将其放在饱和的碳酸钠溶液中浸泡过夜,中和过量的酸,最后用5%稀盐酸溶液和水对模板分子进行反复洗脱,干燥而得。
[0015] 按上述方案,所述TFA和DCM的体积比为7:3,静电纺丝电压为15-18KV,注射器的针头是20-22号,静电纺丝液的流速为1-1.2mL/h。
[0016] 按上述方案,静电纺丝体系中壳聚糖的质量体积浓度为0.02-0.04g/mL。
[0017] 按上述方案,所述的步骤2)印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖配成分散液的浓度为0.8-1.2mg/mL。
[0018] 上述电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器在卡那霉素含量检测中的应用,应用方法:
[0019] (1)将电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器即分子印迹CS/聚o-PD/GCE电极浸泡在含有目标卡那霉素分子的待测溶液中一段时间,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,修饰后的玻碳电极为工作电极,采用电化学交流阻抗谱法(EIS),振幅10mV,确定频率为0.1Hz时Z"值,根据公式C=-1/(2πf Z"),计算求得C值,将该电容值与未经卡那霉素待测溶液浸泡电容值C0进行比较,计算得到此卡那霉素分子印迹CS/聚o-PD/GCE的相对电容变化量,相对电容变化量=(C-C0)/C0;
[0020] (2)基于预先获得的相对电容变化量与卡那霉素浓度值的标准曲线,计算求得待测样品溶液中卡那霉素的含量。
[0021] 按上述方案,所述PBS电解质溶液为pH=7的0.1M的PBS电解质溶液。
[0022] 按上述方案,所述分子印迹CS/聚o-PD/GCE在含有目标分子卡那霉素的待测溶液中浸泡时间至少为15min,优选为15min。
[0023] 按上述方案,对电容变化量与卡那霉素浓度值的标准曲线的获得方法:配制一系列浓度的卡那霉素溶液,将分子印迹CS/聚o-PD/GCE放在各浓度的卡那霉素溶液中浸泡一段时间,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,采用电化学交流阻抗谱法,振幅10mV,确定频率为0.1Hz时,测定其Z",根据公式C=-1/(2πf Z"),计算求得C值,将该电容值与未经卡那霉素待测溶液浸泡的电容值C0进行比较,计算得到不同浓度的卡那霉素溶液的相对电容变化量,相对电容变化量=(C-C0)/C0;
[0024] 拟合获得相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的标准曲线c(x,y)—x为卡那霉素浓度,y为相对电容变化量。
[0025] 按上述方案,所述拟合为分段拟合,分别得到小浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c1(x1,y1)——x1卡那霉素浓度,0.1-100ng/ml,y1为相对电容变化量,和大浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c2(x2,y2)——x2卡那霉素浓度,100-500ng/ml,y2为相对电容变化量;
[0026] 相应地,在求算待测样品中卡那霉素浓度时,根据待测样品溶液中相对电容变化量确定选用小浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c1(x1,y1),还是大浓度时相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的线性关系曲线c2(x2,y2),然后结合该待测样品溶液的相对电容变化量计算待测样品中卡那霉素浓度。
[0027] 本发明的工作机理为:电容型传感器是基于双电层理论研制的。当介电层表面吸附或结合任何物质时,它的厚度或介电性质将发生改变,从而引起检测系统的电容的改变。本发明巧妙地将静电纺丝技术和分子印迹技术相结合,采用静电纺丝技术,以三氟乙酸(TFA)、二氯甲烷(DCM)为纺丝溶剂,以卡那霉素为模板分子,成功制得了卡那霉素分子印迹的壳聚糖纳米纤维,由此获得了修饰了分子印迹的CS/聚o-PD/GCE(即本发明的传感器电极),构建了对卡那霉素具有高效选择性、高灵敏度的基于分子印迹式-电纺壳聚糖纳米纤维的电容型传感器。分子印迹对模板分子具有特殊的记忆功能,一旦体系中引入靶标分子卡那霉素,传感界面处能根据预定的选择性和高度识别性能进行分子识别并吸附。本发明通过引入印迹分子卡那霉素,可基于卡那霉素分子与壳聚糖纳米纤维特异性结合,建立高灵敏、高选择性的分子印迹电容型传感器。本发明传感器在含有卡那霉素的溶液中浸泡一段时间后,卡那霉素会吸附在电极表面上,引起介电层厚度增大,导致电容的减小。随着卡那霉素浓度的变化且电容会发生规律性的变化。且电极的电容变化与卡那霉素分子浓度在一定范围内呈线性关系。由此,可通过测得不同浓度的卡那霉素标准溶液下的相对电容变化量,并以此绘制一条标准曲线。进而,对于未知浓度的卡那霉素,通过测出的相对电容变化量从标准曲线中找出对应的浓度值,从而建立高灵敏、高选择性的新型电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器。同时,在实际样品中,传感器也显示出了良好的抗干扰能力和稳定性。
[0028] 本发明的效果和优点:
[0029] 1.本发明将静电纺丝技术和分子印迹技术相结合,得到分子印迹纳米纤维壳聚糖材料,并将其修饰到电镀了聚o-PD的玻碳电极表面,获得的电纺纳米纤维壳聚糖电容型传感器可特异性识别卡那霉素,当卡那霉素与该材料特异性识别后,会引起电极介电层厚度增大,导致电容的变化,从而实现卡那霉素的高灵敏、高选择性检测。
[0030] 2.整个发明过程操作简单,成本低廉,检测时间短,具有良好稳定性,符合实际需要,成功应用于实际样品检测,环境友好,便于扩大生产。

附图说明

[0031] 图1是实施例1所制备的电纺纳米纤维壳聚糖材料的SEM图。
[0032] 图2是实施例1所制备的电纺纳米纤维壳聚糖材料的IR图。
[0033] 图3是实施例1所制备的电纺纳米纤维壳聚糖材料的静态接触角图。
[0034] 图4是本发明1电极表面电化学绝缘层合成图。
[0035] 图5是确定本发明电容的检测参数Bode图。
[0036] 图6是实施例1所得的电纺CS/聚o-PD/GCE对于检测不同浓度的卡那霉素的阻抗响应信号。
[0037] 图7是实施例1所得的电纺CS/聚o-PD/GCE对卡那霉素的相对电容改变量与其浓度的关系。
[0038] 图8是实施例1所得的电纺CS/聚o-PD/GCE在实际样检测中的应用。

具体实施方式

[0039] 以下结合说明书附图和实施例进一步对本发明的发明内容进行说明。
[0040] 实施例1
[0041] 电纺纳米纤维壳聚糖检测卡那霉素电容型传感器制备,制备步骤包括:
[0042] 1)玻碳电极打磨和清洗:将玻碳电极依次通过1.0,0.3和0.05μm氧化铝悬浊液打磨。打磨完成后,电极再依次放在无水乙醇和二次蒸馈水中各超声五分钟,最后在氮气氛围下晾干备用。
[0043] 2)电极绝缘膜构建:将0.745g KCl、0.108g o-PD溶解在100mL 0.1M PBS溶液中配制成10mM o-PD的0.1M PBS(pH=7.0)。借助循环伏安法,将邻苯二胺电镀到将步骤2)得到的洁净玻碳电极表面。实验参数为:电压范围0-0.8V,扫速5mV/s,扫描十圈。从图4中可以看出,邻苯二胺的氧化是一个不可逆的过程。扫描的第一圈,在0-0.8V之间出现了一个很宽的阳极氧化峰,而从第二圈扫描开始峰电流几乎为0。这表明在电极表面成功构建紧密绝缘膜。
[0044] 3)制备印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖:0.6g壳聚糖溶解在20mL三氟醋酸(TFA)和二氯甲烷(DCM)(V/V=7:3)溶液中,再加入0.2g卡那霉素,搅拌过夜,得到静电纺丝液,用注射泵(LSP-1B)将静电纺丝液以速度1.2mL/h从注射器中连续注出进行纺丝,注射器的针头是22号,实验所用电压为18KV,高压发生器的阳极与注射器末端连接,阴极与带有铝箔的收集板相连。收集的静电纺丝纤维室温干燥一夜,待干燥完全后,将其放在饱和的碳酸钠溶液中浸泡过夜。最后用5%盐酸溶液和水对模板分子进行反复洗脱,干燥待用。
[0045] 4)将步骤3)的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖进行SEM图表征如图1,由图1可以看出成功合成比表面积大的纳米纤维壳聚糖。图2是印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖IR表征,图中a、b和c分别为印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖洗脱卡那霉素前后以及单独卡那霉素的红外吸收峰。比较a和b,洗脱之前由于卡那霉素和壳聚糖分子之间形成氢键,导致-OH吸收峰出现向低波数移动的现象。此外,洗脱之后,一些卡那霉素分子的吸收峰明显消失和减弱。图3中a为裸的玻碳片,b为修饰卡那霉素并洗脱之后的纳米纤维,由于该纳米纤维是憎水的,因此接触角有所增大,当卡那霉素结合洗脱之后的纳米纤维,接触角明显减小如图c,主要是因为纳米纤维的壳聚糖对卡那霉素有一定的富集效果,而卡那霉素分子中含有大量的羟基亲水官能团。
[0046] 5)将步骤3)制备的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖,配成1.0mg/mL的分散液取15μL涂覆在分子印迹CS/聚o-PD/GCE表面,在室温下干燥即得到基于分子印迹的纳米纤维分子印迹壳聚糖电极,记为CS/聚o-PD/GCE,将电极密封保存以供后来使用。
[0047] 电纺纳米纤维壳聚糖材料检测卡那霉素传感器的应用:
[0048] (1)将步骤4)的分子印迹CS/聚o-PDGCE浸泡在含有浓度为100ng/mL目标卡那霉素分子的待测溶液15min,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,所述电解质溶液为pH=7的0.1M的PBS电解质溶液。以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,修饰后的玻碳电极为工作电极。采用电化学交流阻抗谱法(EIS),设置频率范围0.1-10000Hz,振幅10mV。根据阻抗对频率以及相角对频率的Bode图谱如图5,当交流电频率小于10000Hz时,阻抗曲线是一条直线,斜率接近-1,表明检测系统电路近似于Randle电路模型。当频率在0.1到1000Hz之间时,相角接近90°,表明此条件下该检测系统近似于理想的电容器。因此,在检测过程中,选择0.1Hz为工作频率。
[0049] (2)配制一系列浓度的卡那霉素溶液(0,0.1,1,5,10,30,60,100,200,300,400和500ng.mL-1),将CS/聚o-PD/GCE放在各浓度的卡那霉素溶液中浸泡15min,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,所述电解质溶液为pH=7的0.1M的PBS电解质溶液。以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,修饰后的玻碳电极为工作电极。采用电化学交流阻抗谱法(EIS),振幅10mV,确定频率为0.1Hz时Z"值。根据公式C=-1/(2πf Z"),计算求得C值。将该电容值与未经卡那霉素待测溶液浸泡电容值C0进行比较,计算得到此卡那霉素分子印迹CS/聚o-PD/GCE的相对电容变化量,相对电容变化量=(C-C0)/C0。
[0050] 在不同卡那霉素溶液中分子印迹CS/聚o-PD/GCE检测卡那霉素的阻抗响应信号如图6,图中a-l分别对应0,0.1,1,5,10,30,60,100,200,300,400和500ng mL-1的卡那霉素浓度下阻抗响应值。图中呈现出浓度增大阻抗值增大的规律,符合电容型传感器的实验原理。
[0051] (2)以各卡那霉素的浓度值为横坐标,不同浓度的卡那霉素溶液对分子印迹CS/聚o-PD/GCE的相对电容变化量为纵坐标,拟合获得相对电容变化量与卡那霉素溶液浓度值的标准曲线c(x,y)—x为卡那霉素浓度,y为相对电容变化量,如图7。对于未知浓度的卡那霉素,我们可以通过测出的相对电容变化量从标准曲线中找出对应的浓度值。
[0052] 5)为了进一步证实传感器的实用价值,对实际样我们进行了加标回收的检测。样品分别选取自来水和牛奶。且在检测之前对牛奶进行预处理。预处理过程如下:取4g待测牛奶样品,加入15mL磷酸水溶液,置于振荡器上振荡提取8min;再加入1.5mL三氯乙酸水溶液,充分混合30s后离心,离心的转速为4000r/min,离心时长为8min;取离心后的上清液多次过滤,最后调节溶液PH=7。
[0053] 向牛奶样品1,2,3和水样品1,2,3中加卡那霉素,配制一系列含有卡那霉素浓度为0,50,100,200ng.mL-1牛奶溶液和一系列含有卡那霉素浓度0,50,100,200ng.mL-1自来水溶液。
[0054] 将电纺纳米纤维分子印迹壳聚糖电极,记为CS/聚o-PD/GCE先后浸泡在未加标和加标实际样品中15min,然后取出后再放入含有PBS电解质溶液中,所述电解质溶液为pH=7的0.1M的PBS电解质溶液。以饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极,修饰后的玻碳电极为工作电极。采用电化学交流阻抗谱法(EIS),振幅10mV,确定频率为0.1Hz时Z"值。根据公式C=-1/(2πf Z"),计算求得C值。将该电容值与未经实际样品溶液浸泡电容值C0进行比较,计算得到相对电容变化量,相对电容变化量=(C-C0)/C0。再根据图7的线性方程计算出对应溶液卡那霉素的浓度,最后计算回收率和相对标准偏差,结果如图8,卡那霉素的回收率在96.38%至107.9%之间,相对标准偏差在1.01%至3.3%之间,这表明该方法可运用于实际检测。
[0055] 实施例2
[0056] 电纺纳米纤维壳聚糖检测卡那霉素电容型传感器制备,制备步骤包括:
[0057] (1)参考实施例1的步骤1)和步骤2)中制备表面覆有绝缘膜层的玻碳电极。
[0058] (2)印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖的制备:0.6g壳聚糖溶解在15mL TFA和DCM(V/V=7:3)溶液中,再加入0.3g卡那霉素,搅拌过夜,得到静电纺丝液,用注射泵(LSP-1B)将静电纺丝液以速度1mL/h从注射器中连续注出进行纺丝,注射器的针头是20号,实验所用电压为16KV,高压发生器的阳极与注射器末端连接,阴极与带有铝箔的收集板相连。收集的静电纺丝纤维室温干燥一夜,待干燥完全后,将其放在饱和的碳酸钠溶液中浸泡过夜。最后用5%盐酸溶液和水对模板分子进行反复洗脱,干燥待用。
[0059] 将步骤3)的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖经SEM和IR表征表明本实施例成功合成了印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖。
[0060] (3)将制备的印迹有卡那霉素分子的纳米纤维壳聚糖,配成分散液涂覆在分子印迹CS/聚o-PD/GCE表面,在室温下干燥即得到基于分子印迹的纳米纤维分子印迹壳聚糖电极,记为CS/聚o-PD/GCE,将电极密封保存以供后来使用。该传感器对卡那霉素的回收率在91.38%至105.1%之间,相对标准偏差在1.51%至3.42%之间,这表明该方法可运用于实际检测。