检测吲哚乙酸和水杨酸的方法及其使用的电化学传感器与流程

本发明属于食品检测及电化学传感器技术领域，具体涉及一种检测吲哚乙酸和水杨酸的方法及其使用的电化学传感器。

背景技术：

由植物产生或人工合成的植物生长调节剂吲哚-3-乙酸(iaa)是改变植物生长和发育的小有机分子，iaa刺激生长过程，类似的许多植物生长调节剂如脱落酸(aba)、茉莉酸(ja)已经在澳大利亚、日本、中国和印度等许多国家得到广泛应用，这引起了人们对其食用植物的毒性和残留问题的更多关注。立法机构已经指出了保护健康的最大残留限量，并且尽可能降低商品中植物遗传资源残留物浓度是市场监测和国际贸易中最重要的质量标准之一。有研究发现，通过调节水杨酸甲酯mesa的用量，可表现出对稻纵卷叶螟(一种危害稻的害虫)的更高的死亡率。

电化学传感器通过与被测物质发生作用并产生与物质浓度成一定比例的电信号来工作。目前用于检测iaa和sa的电化学传感器多修饰电极，如suriyanarayanans,mandals,ramanujamk,etal.electrochemicallysynthesizedmolecularlyimprintedpolythiophenenanostructuresasrecognitionelementsforanaspirin-chemosensor[j].sensors&actuatorsbchemical,2017,253，采用在金涂层石英谐振器上牺牲氧化铝模板纳入由功能单体3-噻吩硼酸(3-tba)和3-噻吩乙酸(3-taa)组成分子印迹聚合物(mip)为电极，在sa的检测中取得了良好的效果，利用可对印迹分子或与之结构相类似的分子实现特异性识别的方法，这些基于分子印迹的方法都需要对电极进行长时间的预处理，且功能单体的种类太少，不能满足某些分子的识别要求；如fengzl,yaoyy,xujk,etal.one-stepco-electrodepositionofgrapheneoxidedopedpoly(hydroxymethylated-3,4-ethylenedioxythiophene)filmanditselectrochemicalstudiesofindole-3-aceticacid[j].chinesechemicalletters,2014,25(4):511-516，采用一步共电沉积氧化石墨烯掺杂羟甲基化-3,4-乙烯二氧噻吩薄膜作为电极，在iaa的检测中取得了良好效果，但所选修饰电极材料价格昂贵，成本较高。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种检测吲哚乙酸和水杨酸的方法及其使用的电化学传感器。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种电化学传感器，包括三电极体系，该三电极体系包括工作电极、ag/agcl参比电极和铂丝对电极，所述工作电极为修饰的玻碳电极；所述工作电极的制备方法包括：在玻碳电极上滴涂石墨烯水凝胶，氮气吹干后用双蒸水淋洗，即得到修饰的玻碳电极。

优选的技术方案为：所述玻碳电极在修饰之前依次用粒径为1.0μm、0.3μm和0.05μm的al2o3粉末抛光打磨玻碳电极，使玻碳电极表面至镜面，再用无水乙醇和双蒸水超声清洗后，氮气吹干备用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种同时检测吲哚-3-乙酸和水杨酸的方法，包括下列步骤：

第一步：吲哚-3-乙酸和水杨酸的标准曲线的绘制；

第二步：在液氮存在下，将待检样品研磨成粉，然后将待检样品粉末加入4℃的甲醇溶液，在4℃条件下提取过夜，接着向溶液中加入chcl3，然后先涡旋8～12s，再在4℃条件下，以800～100rpm振荡3～5min，在4℃，以12000rpm离心4～6min，收集得到的上清液在室温下，用氮气干燥得到上机样品，在检测时，将上机样品分散于检测底液中得到待检体系，然后将权利要求1或2的三电极体系插入待检体系中，采用线性扫描伏安法进行检测。

优选的技术方案为：所述吲哚-3-乙酸和水杨酸的标准曲线的绘制包括：

(1)标准溶液的制备：

将吲哚-3-乙酸溶于无水乙醇中，然后用pbs缓冲溶液将吲哚-3-乙酸的乙醇溶液用pbs缓冲溶液按比例稀释为不同浓度的吲哚-3-乙酸标准溶液；将水杨酸溶于无水乙醇中，然后用pbs缓冲溶液将水杨酸的乙醇溶液用pbs缓冲溶液按比例稀释为不同浓度的水杨酸溶液；将不同浓度的吲哚-3-乙酸标准溶液和不同浓度的水杨酸标准溶液分别由低至高加入到检测底液中，得到待检梯度吲哚-3-乙酸和水杨酸标准混合溶液；所述检测底液为0.1mpbs缓冲溶液；

(2)检测：

将权利要求1或2的三电极体系插入检测底液中，检测得到电流信号1，将权利要求1或2的三电极体系依次待检梯度水杨酸溶液，将ghs/gce作为工作电极、ag/agcl参比电极和铂丝对电极构成的三电极体系插入待检梯度吲哚-3-乙酸和水杨酸标准混合溶液中，检测得到电流信号2；

(3)标准曲线的绘制：

以电流信号1与电流信号2的差值作为纵坐标，sa或iaa的浓度为横坐标，同时绘制得到sa标准曲线和iaa标准曲线。

附图说明

图1为本发明中的石墨烯水凝胶的制备流程图。

图2为本发明中的电化学传感器同时对iaa和sa的检测示意图。

图3为不同浓度的iaa和sa的浓度曲线图以及绘制的标准曲线图。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：

石墨烯水凝胶修饰玻碳电极(ghs/gce)是一种采用一步水热法还原氧化石墨烯形成的多孔结构，对小分子具有很强的吸附能力，直接滴涂在玻碳电极上制备的电化学传感器，具有其他修饰电极所没有的许多优点。主要表现为：同时检测iaa和sa可以有效的节省检测时长，所采用的石墨烯水凝胶材料绿色环保，设计灵活、加工方法简便、成本低、稳定性和重复性好，抗相互干扰能力好。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参见图1-3所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种快速、简便、价廉的检测吲哚-3-乙酸(iaa)和水杨酸(sa)的电化学传感器，实现对iaa、sa的分别检测或iaa和sa的同时快速检测。通过一步水热还原法制备的石墨烯水凝胶修饰电极，ph2.5，0.1m磷酸盐缓冲溶液为缓冲底液，电极富集时间为150s。该方法对iaa和sa的线性检测范围为6～200μm，可以实现对iaa和sa快速、简便、准确的定量检测。

实施例1：一种同时检测吲哚-3-乙酸和水杨酸的方法及其使用的电化学传感器

(1)电极预处理：分别用1.0，0.3和0.05μm的al2o3粉末抛光打磨至镜面，再用无水乙醇和双蒸水超声清洗后n2吹干备用。

(2)缓冲液的制备：分别配制0.1m的nah2po4溶液和0.1m的h3po4溶液，用0.1m的h3po4溶液调节0.1m的nah2po4溶液ph至2.5。

(3)石墨烯水凝胶(ghs)的制备：

10mlgo分散体(3mg/ml)超声处理20分钟，在超声处理下加入66mg抗坏血酸钠，加入naoh或h2so4溶液来调节go分散体的ph至3.47，将混合物密封在高压釜中，在90℃下加热3h以形成gh。

(4)修饰玻碳电极的制备：

在玻碳电极上滴涂5μl步骤(1)制备的ghs，氮气吹干，用二次水充分淋洗，即得到ghs修饰的玻碳电极ghs/gce。

(5)标准曲线如图3所示。

(6)样品的处理：

将从当地市场(中国合肥)购买的香芹蔬菜样品切成小块，并在液氮存在下研磨成细粉，1g研磨后的粉末加入2ml预冷的甲醇(4℃，80％)，搅拌后，将粉末在4℃提取过夜。然后在该溶液中加入1mlchcl3，将其涡旋10s，在4℃以900rpm振荡4min，在4℃、12000rpm下离心5min，收集上清液，并在室温下氮气干燥，样品溶解在1ml0.1mpbs中。

(7)检测底液的制备：

用0.1m的h3po4溶液调节0.1m的nah2po4溶液ph至2.5得到。

(8)样品的检测：

将0.1ml该样品加入到预先准备好的检测底液中，利用lsv进行电化学检测。初始电位为0.3v，终止电位为1.3v，iaa出峰位置为0.80v，sa出峰位置为1.05v。通过测定iaa和sa峰电流值分别为2.82μa和1.54μa，通过已经得到标准曲线计算样品中的iaa和sa含量分别为8.52μm和7.99μm。

实施例2：一种同时检测吲哚-3-乙酸和水杨酸的方法及其使用的电化学传感器

(1)电极预处理：分别用1.0，0.3和0.05μm的al2o3粉末抛光打磨至镜面，再用无水乙醇和双蒸水超声清洗后n2吹干备用。

(2)缓冲液的制备：分别配制0.1m的nah2po4溶液和0.1m的h3po4溶液，用0.1m的h3po4溶液调节0.1m的nah2po4溶液ph至2.5。

(3)石墨烯水凝胶(ghs)的制备：

10mlgo分散体(3mg/ml)超声处理20分钟，在超声处理下加入66mg抗坏血酸钠，加入naoh或h2so4溶液来调节go分散体的ph至3.47，将混合物密封在高压釜中，在90℃下加热3h以形成gh。

(4)修饰玻碳电极的制备：

在玻碳电极上滴涂5μl步骤(1)制备的ghs，氮气吹干，用二次水充分淋洗，即得到ghs修饰的玻碳电极ghs/gce。

(5)标准曲线如图3所示。

(6)样品的处理：

将从当地市场(中国合肥)购买的番茄蔬菜样品切成小块，并在液氮存在下研磨成细粉，1g研磨后的粉末加入2ml预冷的甲醇(4℃，80％)，搅拌后，将粉末在4℃提取过夜。然后在该溶液中加入1mlchcl3，将其涡旋10s，在4℃以900rpm振荡4min，在4℃、12000rpm下离心5min，收集上清液，并在室温下氮气干燥，样品溶解在1ml0.1mpbs中。

(7)检测底液的制备：

用0.1m的h3po4溶液调节0.1m的nah2po4溶液ph至2.5得到。

(8)样品的检测：

将0.1ml该样品加入到预先准备好的检测底液中，利用lsv进行电化学检测。初始电位为0.3v，终止电位为1.3v，iaa出峰位置为0.80v，sa出峰位置为1.05v。通过测定iaa和sa峰电流值分别为1.56μa和0.95μa，通过已经得到标准曲线计算样品中的iaa和sa含量分别为4.00μm和4.42μm。

实施例3：一种同时检测吲哚-3-乙酸和水杨酸的方法及其使用的电化学传感器

(1)电极预处理：分别用1.0，0.3和0.05μm的al2o3粉末抛光打磨至镜面，再用无水乙醇和双蒸水超声清洗后n2吹干备用。

(2)缓冲液的制备：分别配制0.1m的nah2po4溶液和0.1m的h3po4溶液，用0.1m的h3po4溶液调节0.1m的nah2po4溶液ph至2.5。

(3)石墨烯水凝胶(ghs)的制备：

10mlgo分散体(3mg/ml)超声处理20分钟，在超声处理下加入66mg抗坏血酸钠，加入naoh或h2so4溶液来调节go分散体的ph至3.47，将混合物密封在高压釜中，在90℃下加热3h以形成gh。

(4)修饰玻碳电极的制备：

在玻碳电极上滴涂5μl步骤(1)制备的ghs，氮气吹干，用二次水充分淋洗，即得到

ghs修饰的玻碳电极ghs/gce。

(5)标准曲线如图3所示。

(6)样品的处理：

将从当地市场(中国合肥)购买的西芹蔬菜样品切成小块，并在液氮存在下研磨成细粉，1g研磨后的粉末加入2ml预冷的甲醇(4℃，80％)，搅拌后，将粉末在4℃提取过夜。然后在该溶液中加入1mlchcl3，将其涡旋10s，在4℃以900rpm振荡4min，在4℃、12000rpm下离心5min，收集上清液，并在室温下氮气干燥，样品溶解在1ml0.1mpbs中。

(7)检测底液的制备：

用0.1m的h3po4溶液调节0.1m的nah2po4溶液ph至2.5得到。

(8)样品的检测：

将0.1ml该样品加入到预先准备好的检测底液中，利用lsv进行电化学检测。初始电位为0.3v，终止电位为1.3v，iaa出峰位置为0.80v，sa出峰位置为1.05v。测得iaa和sa峰电流值分别为1.85μa和0.88μa，通过已经得到标准曲线计算样品中的iaa和sa含量分别为5.03μm和3.99μm。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。