一种检测双酚A的电化学发光法的制作方法

本发明涉及一种检测双酚a的电化学发光方法，具体涉及一种以ti基mofs(mil-125)固定三联吡啶钌(ru(bpy)3²⁺)修饰玻碳(gc)电极，即以ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc为工作电极，定量检测食品包装材料塑料中双酚a的电化学发光分析方法。

背景技术：

塑料容器因为其具有加工简便、质量轻、美观、价廉等优势。自合成纤维树脂类材料用于食品包装业以来，陆续出现了聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚酯、聚丙烯等，后来又出现了与纸、铝箔等构成的复合材料，这些材料广泛地用于软包装塑料袋类和半刚性、刚性的塑料杯、瓶、浅盘类产品。目前塑料容器尤其是在发达国家中占包装容器的比重越来越大。

食品安全是现今社会最为关注的问题之一，而食品包装材料的卫生安全是食品安全的一个重要方面。双酚a(bpa)是一种外源性内分泌干扰物，具有雌性激素样作用，作为制备塑料包装制品的添加剂，其可通过塑料食品包装迁移到食品中，在人体内蓄积，从而危害健康。国际卫生组织对bpa的危害非常重视，很多国家颁布了相关法律，禁止在婴儿食品包装材料中添加bpa，而在日常用品中也不断降低bpa的使用限。但是，由于管理不规范和重视程度低，不正确使用塑料包装制品的现象依然存在，从而增加了bpa转移到人体内的几率，进而加重了bpa对人体的危害程度。随着对食品安全的重视，对于bpa检测方法的研究报道也较多，目前，常用的检测方法主要有荧光光度法、液相色谱法、气相色谱法、分光光度法等，但是这些方法普遍存在实验操作较复杂和耗时长等缺点。因此，建立一种灵敏度高、简单快捷的双酚a的测定方法具有非常重要的意义。

电化学发光(ecl)是一种电化学分析方法,具有灵敏度高、背景低、易控制和检测时间短等优点。它兼备了电化学及化学发光方法的优点。电化学发光无需引入外部光源,相比于光致发光方法可有效地避免背景光源的干扰,提高信噪比从而提高检测灵敏度。本发明通过使用ti基mofs(mil-125)固定三联吡啶钌(ru(bpy)3²⁺)，将修饰玻碳(gc)电极，由于mil-125能很好地固定ru(bpy)3²⁺，所以ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极的发光强度不但高且稳定，基于mil-125对双酚a具有良好地富集能力，所以即便是微量的双酚a，由于在ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc电极表面的吸附，导致修饰电极的荧光猝灭，并且光强与双酚a的浓度具有线性关系。本发明不仅具有电化学发光分析的灵敏度高、线性范围宽和仪器简单等优点，同时对于提高塑料包装材料中双酚a的检测具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对双酚a检测现有技术的不足，提供一种电化学发光传感器检测的方法。本发明制备的电化学发光传感器是基于ti基mofs(mil-125)材料对三联吡啶钌的强力吸附，通过三联吡啶钌在电极表面的修饰，使得电化学发光的灵敏度和稳定性显著提高，基于mil-125对双酚a的特异吸附，提高了对双酚a的选择性。基于本发明的修饰电极ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc，能够实现对双酚a含量的快速检测，使用方法简单，具有很高的实用价值。

本发明采用的方案是将ru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料修饰玻碳电极，即ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极作为工作电极，铂电极作为辅助电极，ag/agcl作为参比电极，组成三电极体系进行检测，具体步骤如下：

(1)mil-125固定ru(bpy)3²⁺复合材料的制备：

配制浓度为1.0×10^-4mol/l的ru(bpy)3²⁺溶液。将25mg的mil-125加入15ml1.0×10^-4mol/l的ru(bpy)3²⁺溶液中，使其混合均匀后离心分离。将最后所得到的产物放入60℃的烘箱中干燥，得到ru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料。取5mgru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料分散于10ml的dmf中待用。

(2)ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极的制备：

将玻碳电极依次用0.50μm，0.30μm和0.05μm的al2o3在麂皮上抛光。依次用硝酸和无水乙醇、去离子水分别超声3min，自然晾干待用。移取2.5μl0.5mg/ml的ru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料的dmf溶液，滴于洁净的玻碳电极表面，室温干燥，即得到ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极，为电化学发光传感器，该电极作为电化学发光测试的工作电极。

(3)含三乙醇胺(teoa)的磷酸盐(pbs)缓冲溶液的配制：

用ph7.5的0.1mol/lpbs缓冲溶液配制含0.05mol/lteoa的pbs缓冲溶液。

(4)不同浓度双酚a标准溶液的配制

准确称取一定量的双酚a，用乙醇配制1.0×10^-5mol/l溶液，将一定量双酚a溶液加入含0.05mol/lteoa的0.1mol/lpbs缓冲溶液中，得到一系列不同浓度的双酚a标准溶液，浓度范围为1.0×10^-11mol/l～1.0×10^-6mol/l，最低检测限为1.8×10^-12mol/l。

(5)标准曲线的绘制

将修饰电极ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc作为工作电极，铂电极作为辅助电极，ag/agcl作为参比电极，组成三电极体系。将三电极体系置于上述一系列不同浓度的双酚a溶液中，在0～1.6v的电化学窗口范围内，光电倍增管高压800v，扫速0.1v/s，进行循环伏安扫描，记录电位-发光强度曲线(e-ecl)，建立加入双酚a前后的发光强度差值与双酚a浓度对数值的线性关系，得到相应的线性回归方程。

(6)样品检测

实际样品先经过前处理，按照与上述步骤(5)同样的电化学发光测试条件进行测试，记录发光强度，所得发光强度，用步骤(5)所得标准曲线所对应的线性回归方程计算出待测样品中双酚a的浓度。

本发明的显著优点是开发了一种检测双酚a的电化学发光传感器及其制备方法，与普通的电化学发光传感器相比，具有以下两方面的显著优点：开发了一种用mil-125来固定ru(bpy)3²⁺，并具有增光效果，合成得到微孔结构的mil-125很容易吸附双酚a，引起ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极的发光猝灭。

附图说明

图1是ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极在不同浓度双酚a的0.05mol/lteoa的0.1mol/lpbs缓冲溶液中的循环伏安发光曲线。

其中双酚a的浓度按曲线峰值高低从上到下依次为：0mol/l(a)、1.0×10^-11mol/l(b)、1.0×10^-10mol/l(c)、1.0×10^-9mol/l(d)、1.0×10^-8mol/l(e)、1.0×10^-7mol/l(f)和1.0×10^-6mol/l(g)。

图2是加入双酚a前后发光强度的差值和双酚a浓度对数的标准曲线。

图3是ru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料的扫描电镜图。

具体实施例

本发明下面结合实施例作进一步详述：

实施例：

(1)将36mldmf和4ml甲醇混合得混合溶剂，然后将2.2g对苯二甲酸溶于混合溶剂中，超声混合均匀得到透明的混合溶液，添加2.4ml钛酸四丁酯，继续超声搅拌15min。待混合均匀后将上述混合溶液加入到聚四氟乙烯作衬里不锈钢高压釜中在150℃下反应48h，反应完成后，离心分离并分别用乙醇和去离子水洗涤，最后将洗涤好的产品放入真空干燥箱中在50℃下干燥，便得淡黄色粉末mil-125。该方法制得的mil-125粒径在500nm左右，测得的比表面积为1591m²/g,孔体积为0.59cm³/g，可以很好的通过其微孔结构固定ru(bpy)3²⁺。

将25mg的mil-125加入15ml1.0×10^-4mol/l的ru(bpy)3²⁺溶液中，使其混合均匀后离心分离。将最后所得到的产物放入60℃的烘箱中干燥，得到ru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料。取5mgru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料分散于10ml的dmf中待用。

(2)ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc修饰电极的制备

将玻碳电极依次用0.50μm，0.30μm和0.05μm的al2o3在麂皮上抛光，依次用硝酸和无水乙醇、去离子水分别超声3min，自然晾干待用。用微量进样器移取2.5μl0.5mg/mlru(bpy)3²⁺@mil-125复合材料的dmf溶液，滴于洁净的玻碳电极表面，室温干燥，得到ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc化学修饰电极，作为电化学发光测试的工作电极。

(3)标准曲线的绘制

以ru(bpy)3²⁺@mil-125/gc化学修饰电极作为工作电极，铂电极作为辅助电极，ag/agcl作为参比电极，组成三电极体系，并以含有0.05mol/l的teoa的ph＝7.5的0.1mol/lpbs缓冲液为空白溶液检测发光强度。

将三电极体系置于一系列双酚a浓度(0mol/l、1.0×10^-11mol/l、1.0×10^-10mol/l、1.0×10^-9mol/l、1.0×10^-8mol/l、1.0×10^-7mol/l和1.0×10^-6mol/l含有0.05mol/l的teoa的ph7.5的0.1mol/lpbs的缓冲溶液中，在0～1.6v的电化学窗口范围内，光电倍增管高压800v，扫速0.1v/s,进行循环伏安扫描，记录电位-发光强度曲线(e-ecl)，建立加入双酚a前后的发光强度差值与双酚a浓度对数值的线性关系，得到相应的线性回归方程为：

△ecl＝23507.20065+1847.09342logc(mol/l)，相关系数(r)为0.9975。线性回归方程的检测范围为1.0×10^-11～1.0×10^-6mol/l，最低检测限为1.8×10^-12mol/l。

(4)样品的检测

取某品牌婴儿奶瓶样品3.5g并洗涤后置于径向烧瓶中，加入35ml无水乙醇在50℃下，搅拌4小时并在室温下连续搅拌24小时。取一定量的溶出溶液加入到含有0.05mol/l的teoa的ph7.5的0.1mol/lpbs的缓冲溶液中，用于电化学发光检测，按上述步骤(3)所对应的线性回归方程计算出待检测样品中双酚a的浓度，其结果列于表1中。

比较例：

(1)mil-125/gc修饰电极的制备

将玻碳电极抛光，依次用硝酸和无水乙醇、去离子水分别超声，自然晾干待用。用微量进样器移取2.5μl0.5mg/mlmil-125材料的dmf溶液滴于洁净的玻碳电极表面，室温干燥，得到mil-125/gc化学修饰电极，作为电化学发光测试的工作电极。

(2)标准曲线的绘制

以mil-125/gc化学修饰电极作为工作电极，铂电极作为辅助电极，ag/agcl作为参比电极，组成三电极体系，并以含有0.05mol/l的teoa的ph＝7.5的0.1mol/lpbs缓冲液为空白溶液检测发光强度，将三电极体系置于一系列双酚a浓度(0mol/l、1.0×10^-11mol/l、1.0×10^-10mol/l、1.0×10^-9mol/l、1.0×10^-8mol/l、1.0×10^-7mol/l和1.0×10^-6mol/l含有0.05mol/l的teoa的ph7.5的0.1mol/lpbs的缓冲溶液中，在0～1.6v的电化学窗口范围内，光电倍增管高压800v，扫速0.1v/s,进行循环伏安扫描，记录e-ecl曲线，建立加入双酚a前后的发光强度差值与双酚a浓度对数值的线性关系，得到相应的线性回归方程。

(3)样品的检测

取某品牌婴儿奶瓶样品3.5g并洗涤后置于径向烧瓶中，加入35ml无水乙醇在50℃下，搅拌4小时并在室温下连续搅拌24小时。取一定量的溶出溶液加入到含有0.05mol/l的teoa的ph7.5的0.1mol/lpbs的缓冲溶液中，用于电化学发光检测，按上述步骤(2)所对应的线性回归方程计算出待检测样品中双酚a的浓度，其结果列于表1中。

表1某品牌奶瓶中双酚a的测定结果

备注：a为三次测定的平均值

如表1所示，样品平行检测3次，相对标准偏差小于5％，加标回收率范围为97％～102％。以上结果表明，不用ru(bpy)3²⁺@mil-125复合纳米材料修饰而单独用mil-125修饰的玻碳电极无法检测双酚a，本发明用于检测奶瓶中的双酚a是可行的。

以上实施例仅用于本发明说明使用，并非对本发明的限制，有关领域的技术人员可在不脱离本发明的范围内，还可以作出相应的各种变化，因此所有等同替换或等效变型的方式形成的技术方案均属于本发明的保护范围。