一种用于检测人参皂苷Re分子印迹传感器的制备方法与流程

文档序号:11431293阅读:486来源:国知局

本发明涉及的是一种分子印迹传感器的制备方法及快速检测应用技术领域,特别涉及一种用于检测人参皂苷re分子印迹传感器的制备方法,用于检测药品、食品、生物样品中的人参皂苷re。



背景技术:

人参皂苷(ginsenoside)是一种固醇类化合物,三萜皂苷。主要存在于人参属药材中。人参皂苷被视为是人参中的活性成分,因而成为研究的目标。因为人参皂苷影响了多重的代谢通路,所以其效能也是复杂的,而且各种人参皂苷的单体成分是难以分离和检测出来。人参中含有多种活性成分,人参皂苷是人参中主要活性成分,人参皂苷单体现已被分离鉴定出46种,其中re和rg1同属于三醇类皂苷。人参皂苷re具有抗心律失常和保肝的作用,rg1表现为促中枢神经兴奋、益智,促进蛋白质、dna和rna的合成及具有增强机体免疫力等功效。re的主要分离方法有薄层色谱法、高效液相色谱法、大孔吸附树脂法等,但对其相似物re的分离存在分离难度大的弊端。分子结构相近难以分离和检测。

人参皂苷re,其分子式为c48h82o18,相对分子质量为947.14,人参皂苷re是四环三萜类衍生物,无色针状结晶,易溶于甲醇、乙醇,不溶于乙醚、苯。抑制中枢神经,促进dna,rna合成。升高血浆皮质酮的作用,扩张血管。能减少乙酰胆碱引起的豚鼠离体子宫的收缩。对大鼠有减慢心率和双相性血压(先升后降)作用。对猫的行为和脑电图显示中等的抑制。有抗疲劳作用。

目前,检测人参皂苷re的方法主要有高效液相色谱、液相色谱-质谱,色谱法的准确度受到一定限制、而且仪器比较贵需要专业人员操作,也限制了其应用。另外,由于re与其它黄酮类分子结构十分相近很难分开,测定时互相干扰,准确检测人参皂苷re很困难。因此,找到一种选择性好、灵敏度高、操作简便用于的检测人参皂苷re的方法具有重要使用价值。

分子印迹技术是当前开发具有分子识别功能的高选择性材料的主要方法之一,它是通过在模板分子周围形成一个高度交联的刚性高分子,除去模板分子后在分子印迹聚合物的网络结构中留下具有结合能力的识别位点,对模板分子表现出高选择识别性能的一种技术。这项技术以其构效预定性和特异识别性越来越受到人们的关注,已经成功用于固相萃取或微固相萃取,亲和色谱或毛细管电泳及传感器等领域。

依据此技术制备的分子印迹传感器,应用于药物分析、环境保护及生命科学研究中起着十分重要的作用。将功能分子以适当方式修饰到电极上,制备选择性好、灵敏度高、有一定使用寿命可再生的电化学传感器成为分析科学工作者努力探索的课题。但是传统的印迹方法所制备的印迹膜厚度难以控制,高交联度使得电子传递速度和响应慢、检测下限高,影响分子印迹技术在电化学传感器中的应用。因此,建立一种灵敏、快速、简便、特异性高、重复性好经济使用的检测方法,对食品、药品、生物样品中的人参皂苷re含量准确定量测定十分必要。



技术实现要素:

本发明的目的是将分子印迹与电化学传感器相结合,提供了一种纳米铜/石墨烯修饰电极人参皂苷re分子印迹传感器的制备方法,主要是以人参皂苷re为模板,在玻碳电极表面通过氧化石墨烯、纳米铜粒子的修饰,提高了传感器的灵敏度,采用滴涂法制制备人参皂苷re分子印迹电化学传感器。

仪器与试剂

chi660b电化学工作站(上海辰华仪器公司),实验采用三电极体系:铂丝电极为辅助电极,ag/agcl为参比电极(sce),玻碳电极(gce)为工作电极;kq-250e型超声波清洗器(坤峰超声仪器有限公司)。

氧化石墨烯;二乙烯苯乙二醇二甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯;乙烯基吡啶,偶氮二异庚腈,甲醇,乙醇;人参皂苷re;醋酸铜;聚乙烯醇;水合肼,磷酸缓冲溶液;所用试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸馏水。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种用于检测人参皂苷re分子印迹传感器的制备方法,特征在于,该方法具有以下工艺步骤:

(1)纳米铜/石墨烯修饰液制备:在反应器中,按如下组成质量百分浓度加入,去离子水:80~86%,醋酸铜:2.0~5.0%,氧化石墨烯:6~12%,室温下超声20min,分散均匀,再加入水合肼:4~8%,各组分含量之和为百分之百,加热至60±2℃,搅拌反应60min,得到纳米铜/石墨烯修饰液;

(2)纳米铜/石墨烯修饰电极制备:将玻碳电极依次用0.2μm、0.01μm抛光粉进行表面抛光,然后分别用二次蒸馏水超声清洗,乙醇洗涤,吹干,在玻碳电极表面滴加15~18μl纳米铜/石墨烯修饰液,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得纳米铜/石墨烯修饰电极制备;

(3)人参皂苷re聚合物的制备:在反应器中,按如下组成质量百分浓度加入,甲醇:40~50%,二乙烯苯乙二醇二甲基丙烯酸:12~18%,丙烯酸甲酯:4~10%,乙烯基吡啶:5~12%,偶氮二异庚腈:1.0~3.0%,人参皂苷re:20~25%,各组分含量之和为百分之百,搅拌溶解,通氮气体除氧15min,无氧氛围,55±2℃搅拌反应24~28h,干燥,即得人参皂苷re聚合物;

(4)人参皂苷re分子印迹电化学传感器的制备方法:取适量的人参皂苷re分子印迹聚合物分散于1%的明胶溶液中,制得20g/l的人参皂苷re聚合物溶液;然后将上述溶液12~15μl滴加到步骤(2)制备的纳米铜/石墨烯修饰电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,将电极浸泡在体积比为8:1的甲醇和乙酸混合溶液12~15h,除去模板分子,即得人参皂苷re分子印迹电化学传感器。

在步骤(1)中所述的醋酸铜与氧化石墨烯的质量比为1:3最优。

在步骤(3)中所述的丙烯酸甲酯与乙烯基吡啶的摩尔为1:1最优。

在步骤(3)中所述的无氧氛围为聚合反应过程一直通入氮气体。

本发明的优点及效果是:

本发明将印迹技术、层层自组装法和滴涂法相结合,在纳米银/碳纳米管修饰玻碳电极表面成功地研制了一种具有特异选择性的人参皂苷re印迹电化学传感器。通过与纳米银/碳纳米管修饰的分子印迹电极那个的响应进行比较,本发明制备的人参皂苷re分子印迹传感器的响应大大提高。该印迹传感器对人参皂苷re表现出较高的亲和性和选择性,响应电流与人参皂苷re的浓度在1.0×10-7~1.0×10-4mol/l范围内呈良好的线性关系,检测限为1.76×10-8mol/l将本发明制备的人参皂苷re分子印迹电化学传感器成功用于药品、食品、生物样品中人参皂苷re的检测中,回收率在96.62~105.32%之间,因此本发明制备的人参皂苷re分子印迹传感器可广泛应用于化工、生物医药、食品、环保检测等相关领域。

具体实施方式

实施例1

(1)纳米铜/石墨烯修饰液制备:在反应器中,分别加入,去离子水:83ml,醋酸铜:4g,氧化石墨烯:8g,室温下超声20min,分散均匀,再加入水合肼:5g,加热至60±2℃,搅拌反应60min,得到纳米铜/石墨烯修饰液;

(2)纳米铜/石墨烯修饰电极制备:将玻碳电极依次用0.2μm、0.01μm抛光粉进行表面抛光,然后分别用二次蒸馏水超声清洗,乙醇洗涤,吹干,在玻碳电极表面滴加17μl纳米铜/石墨烯修饰液,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得纳米铜/石墨烯修饰电极制备;

(3)人参皂苷re聚合物的制备:在反应器中,分别加入,甲醇:57ml,二乙烯苯乙二醇二甲基丙烯酸:15g,丙烯酸甲酯:7g,乙烯基吡啶:8g,偶氮二异庚腈:2.0g,人参皂苷re:23g,搅拌溶解,通氮气体除氧15min,无氧氛围,55±2℃搅拌反应25h,干燥,即得人参皂苷re聚合物;

(4)人参皂苷re分子印迹电化学传感器的制备方法:取适量的人参皂苷re分子印迹聚合物分散于1%的明胶溶液中,制得20g/l的人参皂苷re聚合物溶液;然后将上述溶液13μl滴加到步骤(2)制备的纳米铜/石墨烯修饰电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,将电极浸泡在体积比为8:1的甲醇和乙酸混合溶液13h,除去模板分子,即得人参皂苷re分子印迹电化学传感器。

实施例2

(1)纳米铜/石墨烯修饰液制备:在反应器中,分别加入,去离子水:86ml,醋酸铜:2g,氧化石墨烯:6g,室温下超声20min,分散均匀,再加入水合肼:6g,加热至60±2℃,搅拌反应60min,得到纳米铜/石墨烯修饰液;

(2)纳米铜/石墨烯修饰电极制备:将玻碳电极依次用0.2μm、0.01μm抛光粉进行表面抛光,然后分别用二次蒸馏水超声清洗,乙醇洗涤,吹干,在玻碳电极表面滴加16μl纳米铜/石墨烯修饰液,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得纳米铜/石墨烯修饰电极制备;

(3)人参皂苷re聚合物的制备:在反应器中,分别加入,甲醇:51ml,二乙烯苯乙二醇二甲基丙烯酸:18g,丙烯酸甲酯:10g,乙烯基吡啶:6g,偶氮二异庚腈:1.0g,人参皂苷re:25g,搅拌溶解,通氮气体除氧15min,无氧氛围,55±2℃搅拌反应26h,干燥,即得人参皂苷re聚合物;

(4)人参皂苷re分子印迹电化学传感器的制备方法:取适量的人参皂苷re分子印迹聚合物分散于1%的明胶溶液中,制得20g/l的人参皂苷re聚合物溶液;然后将上述溶液14μl滴加到步骤(2)制备的纳米铜/石墨烯修饰电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,将电极浸泡在体积比为8:1的甲醇和乙酸混合溶液14h,除去模板分子,即得人参皂苷re分子印迹电化学传感器。

实施例3

(1)纳米铜/石墨烯修饰液制备:在反应器中,分别加入,去离子水:80ml,醋酸铜:5g,氧化石墨烯:12g,室温下超声20min,分散均匀,再加入水合肼:3g,加热至60±2℃,搅拌反应60min,得到纳米铜/石墨烯修饰液;

(2)纳米铜/石墨烯修饰电极制备:将玻碳电极依次用0.2μm、0.01μm抛光粉进行表面抛光,然后分别用二次蒸馏水超声清洗,乙醇洗涤,吹干,在玻碳电极表面滴加15μl纳米铜/石墨烯修饰液,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得纳米铜/石墨烯修饰电极制备;

(3)人参皂苷re聚合物的制备:在反应器中,分别加入,甲醇:63ml,二乙烯苯乙二醇二甲基丙烯酸:16g,丙烯酸甲酯:6g,乙烯基吡啶:5g,偶氮二异庚腈:3.0g,人参皂苷re:20g,搅拌溶解,通氮气体除氧15min,无氧氛围,55±2℃搅拌反应24h,干燥,即得人参皂苷re聚合物;

(4)人参皂苷re分子印迹电化学传感器的制备方法:取适量的人参皂苷re分子印迹聚合物分散于1%的明胶溶液中,制得20g/l的人参皂苷re聚合物溶液;然后将上述溶液13μl滴加到步骤(2)制备的纳米铜/石墨烯修饰电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,将电极浸泡在体积比为8:1的甲醇和乙酸混合溶液13h,除去模板分子,即得人参皂苷re分子印迹电化学传感器。

实施例4

(1)纳米铜/石墨烯修饰液制备:在反应器中,分别加入,去离子水:82ml,醋酸铜:3g,氧化石墨烯:10g,室温下超声20min,分散均匀,再加入水合肼:5g,加热至60±2℃,搅拌反应60min,得到纳米铜/石墨烯修饰液;

(2)纳米铜/石墨烯修饰电极制备:将玻碳电极依次用0.2μm、0.01μm抛光粉进行表面抛光,然后分别用二次蒸馏水超声清洗,乙醇洗涤,吹干,在玻碳电极表面滴加18μl纳米铜/石墨烯修饰液,置于红外灯下,挥发干溶剂后,即得纳米铜/石墨烯修饰电极制备;

(3)人参皂苷re聚合物的制备:在反应器中,分别加入,甲醇:61ml,二乙烯苯乙二醇二甲基丙烯酸:12g,丙烯酸甲酯:4g,乙烯基吡啶:10g,偶氮二异庚腈:2.0g,人参皂苷re:24g,搅拌溶解,通氮气体除氧15min,无氧氛围,55±2℃搅拌反应28h,干燥,即得人参皂苷re聚合物;

(4)人参皂苷re分子印迹电化学传感器的制备方法:取适量的人参皂苷re分子印迹聚合物分散于1%的明胶溶液中,制得20g/l的人参皂苷re聚合物溶液;然后将上述溶液15μl滴加到步骤(2)制备的纳米铜/石墨烯修饰电极,置于红外灯下,挥发干溶剂后,将电极浸泡在体积比为8:1的甲醇和乙酸混合溶液15h,除去模板分子,即得人参皂苷re分子印迹电化学传感器。

实施例5

将上述实施例1~4所制备的人参皂苷re分子印迹电化学传感器,用于人参皂苷re的检测,步骤如下:

(1)标准溶液配制:配制一组包括空白标样在内的不同浓度的人参皂苷re标准溶液,底液为ph7.0的磷酸盐缓冲溶液;

(2)工作曲线绘制:将ag/agcl为参比电极,铂丝电极为辅助电极,本发明制备的电极为工作电极组成三电极系统,连接chi660b电化学工作站,在k3[fe(cn)6]溶液中,采用循环伏安法在-0.20~1.0v电位范围内进行检测,空白标样的响应电流记为i0,含有不同浓度的人参皂苷re标准溶液的响应电流即为ii,响应电流降低的差值为△i=i0-ii△i与人参皂苷re标准溶液的质量浓度c之间呈线性关系,绘制△i~c工作曲线;

(3)人参皂苷re的检测:用待测样品代替步骤(1)中的人参皂苷re标准溶液,按照步骤(2)的方法进行检测,根据响应电流降低的差值△i和工作曲线,得到待测样品中人参皂苷re的含量;

所述k3[fe(cn)6]溶液的浓度为1.0mmol/l;

所述ph7.0的磷酸盐缓冲溶液的浓度在40mmol/l。

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