一种电化学发光传感器阵列以及制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环境监测和分析化学技术领域，尤其涉及一种电化学发光传感器 阵列以及制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着社会发展，越来越多的化学物质进入到环境中，再经过食物链或接触方式进 入人体，其中有些进入人体的化学物质，能够影响人体内源性雌激素雌二醇、雌酮、雌三醇 等的正常分泌，从而导致不孕不育、生殖器官癌变、肥胖等各种生殖系统相关的疾病，国际 上把这类物质称为内分泌干扰素，亦称环境雌激素。内分泌干扰素的种类很多，主要包括塑 料制品中的邻苯二甲酸酯类增塑剂、农业中广泛使用的有机氯类农药、化学工业中的多氯 联苯类和表面活性剂类化合物、天然动植物中的天然类雌激素化合物、养殖业中为促进生 长发育或疾病治疗而过度使用的人工合成激素类药物等。
[0003] 人工合成性激素在人体和动物疾病治疗方面发挥着重要作用，但是在养殖业中的 滥用将会导致这些激素通过食品和环境进入健康人体造成危害。因此，农业部对各类激素 的使用做了严格限制，有些禁用，有些允许使用但不得在动物性食品中检出。例如，农业部 2002年公告第176号禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录中规定了性激素类 药物己烯雌酚、雌二醇、戊酸雌二醇、苯甲酸雌二醇、氯烯雌醚、炔诺醇、炔诺醚、醋酸氯地孕 酮、左炔诺孕酮、炔诺酮、绒毛膜促性腺激素、促卵泡生长激素。农业部2002年公告第235 号规定性激素类药物雌二醇、戊酸雌二醇、氯稀雌醚、炔诺醇、炔诺醚、醋酸氯地孕酮、左炔 诺孕酮、炔诺酮、绒毛膜促性腺激素（促绒性素）、促卵泡生长激素、苯甲酸雌二醇、玉米赤 霉醇、去甲雄三烯醇酮、醋酸甲孕酮允许作治疗用，但不得在动物性食品中检出。
[0004] 这些性激素的原料药和商品药的检测一般采用简单方便的紫外-可见分光光度 法、薄板层析法等方法完成，但是涉及饲料、饮用水、养殖业污水和动物性食品中性激素非 法添加和残留的检测，由于基体复杂，需要在前处理的基础上完成，主要的检测方法是色 谱、色谱质谱联用技术，其他方法，如：细胞学方法、生物学方法、生物化学方法、基于酶联免 疫技术的快速检测试剂盒等。例如，牛尿中玉米赤霉醇、己烯雌酚、己烷雌酚及双烯雌酚残 留量的测定，利用液相色谱-串联质谱法一一GB/T 20767-2006 ;牛奶和奶粉中玉米赤霉 醇、玉米赤霉酮、己烯雌酚、己烷雌酚及双烯雌酚残留量的测定，利用液相色谱-串联质谱 法--GB/T 22992-2008;鸡肉和鸡肝中己烯雌酚残留检测，利用气相色谱质谱法--农 业部1031号公告-4-2008 ;饲料中醋酸氯地孕酮的测定，利用高效液相色谱法一一农业部 2086号公告-2-2014等。上述检测方法中，色谱质谱方法的可靠性高，但存在仪器昂贵、普 及性不高等不足，而其他方法则往往存在通用性相对较差、重现性相对较低、稳定性相对不 尚、检测项目单一等缺点。
[0005] 下表列出了农业部公告中禁止和限制使用的一些常见人工合成雌激素及分子结 构。根据相同的母体结构特征，将其分为三组（1)己烯雌酚、氯烯雌醚、己烷雌酚、醋酸双烯 雌酚，（2)雌二醇、戊酸雌二醇、苯甲酸雌二醇、雌三醇、雌酮、炔雌醇，（3)炔诺酮、双醋炔诺 醇、醋酸甲羟孕酮、醋酸氯地孕酮。
【主权项】
1. 一种电化学发光传感器阵列，其特征在于，所述阵列由4~20个传感单元集成在同 一基底上构成，所述传感单元由人工合成性激素传感单元和两个空白传感单元组成； 所述人工合成性激素传感单元包括基体、修饰于基体的分子印迹传感膜以及导电引 线，所述分子印迹传感膜由以下原料组成：模板分子、功能单元、交联剂、溶剂以及光引发 剂，且各原料间的摩尔比为1:3~5:7~9:13~16:1 ; 所述空白传感单元包括基体、修饰于基体的非分子印迹传感膜以及导电引线，所述非 分子印迹传感膜由以下原料组成：功能单元、交联剂、溶剂以及光引发剂，且各原料间的摩 尔比为3~5:7~9:13~16:1。
2. 如权利要求1所述的电化学发光传感器阵列，其特征在于，所述模板分子为己烯雌 酚、氯烯雌醚、己烷雌酚、醋酸双烯雌酚，雌二醇、戊酸雌二醇、苯甲酸雌二醇、雌三醇、雌酮、 炔雌醇，炔诺酮、双醋炔诺醇、醋酸甲羟孕酮、醋酸氯地孕酮中的至少二种。
3. 如权利要求1所述的电化学发光传感器阵列，其特征在于，所述基体为ITO石英玻璃 电极，所述功能单元为甲基丙烯酸，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，所述溶剂为二甲 基甲酰胺，所述光引发剂为安息香乙醚。
4. 一种如权利要求1~3中任一权利要求所述的电化学发光传感器阵列的制备方法， 其特征在于包括以下步骤： 第一步，以边长为1~6cm的正方形ITO石英玻璃电极为基体，将基体的导电层分割成 4~20个边长4mm的正方形电极单元并引出导线，从而构成4~20个传感单元； 第二步，所述传感单元由人工合成性激素传感单元和两个空白传感单元组成，其中将 模板分子、功能单元、交联剂、溶剂以及光引发剂按摩尔比为1:3~5:7~9:13~16:1混 合均匀制成反应液，取9~15 y L反应液滴涂在洁净干燥的ITO石英玻璃电极单元上，用 450~550W紫外灯于距离25~30cm处照射25~30min完成聚合制成分子印迹传感膜，淋 洗分子印迹膜除去模板分子和杂质，得人工合成性激素传感单元；两个空白传感单元除反 应液中不加入模板分子外，其他制备过程与人工合成性激素传感单元相同； 第三步，用石赌做围栏将每个传感单元围起1~I. 5mm高度，加入对应的反应液，上述 人工合成性激素传感单元中每一个ITO石英玻璃电极单元对应一种模板分子。
5. -种如权利要求1~3中任一权利要求所述的电化学发光传感器阵列在人工合成性 激素检测中的应用，其特征在于包括以下步骤： 第一步，以所述电化学发光传感器阵列为工作电极，铂丝电极作为辅助电极，Ag/AgCl 电极作为参比电极，构成三电极系统； 第二步，以所述电化学发光传感器阵列为底面，以四块与所述传感器阵列基体尺寸相 同的石英玻璃为侧面，用结构胶粘结成电化学发光反应池，在该电化学发光反应池中加入 pH为10~11的缓冲溶液，加入9~10 y L浓度为0.0 lmol/L的鲁米诺，加入目标分析物混 合溶液，超声混合均匀； 第三步，开启电化学发光检测系统，控制电化学工作站的检测电位在-0. 2V~0. 6V之 间，超微弱发光分析仪的扫描速度为l〇〇mV/S，记录电化学发光强度-电位曲线（IEa-E)、循 环伏安曲线（CV)，直至信号稳定，依次记录每一个传感器单元的电化学发光强度I ; 第四步，对获得的多维测量数据利用数理统计中的主成分分析、线性判别分析、典型判 别分析进行数据分析，优选主成分分析。
【专利摘要】本发明涉及一种电化学发光传感器阵列，所述阵列由4～20个传感单元集成在同一基底上构成，所述传感单元由人工合成性激素传感单元和两个空白传感单元组成，所述人工合成性激素传感单元包括基体、修饰于基体的分子印迹传感膜以及导电引线，所述分子印迹传感膜由以下原料组成：模板分子、功能单元、交联剂、溶剂以及光引发剂，且各原料间的摩尔比为1:3～5:7～9:13～16:1，所述模板分子为多种待检测的人工合成性激素；还涉及该传感器阵列的制备方法以及其在人工合成性激素检测中的应用。该电化学发光传感器阵列能够实现多个目标物的同时分析，减少基体对检测结果的干扰，检测可靠性高，操作方便，该传感器阵列易于组装和调整，可应用于环境监测、食品安全等领域。
【IPC分类】G01N21-76
【公开号】CN104849262
【申请号】CN201510166558
【发明人】李婷婷, 王邃
【申请人】宁波大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月9日