一種檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極以及頭孢氨芐的電化學(xué)測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極以及頭孢氨芐的電化學(xué)測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頭孢氨芐是20世紀(jì)60年代合成的一種廣譜抗菌素類(lèi)藥物，屬于第一代頭孢菌素，它改善了對(duì)革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的穿透能力，減小結(jié)合蛋白的親和性。頭孢氨芐的抗菌譜與廣譜青霉素相同，而且對(duì)產(chǎn)或不產(chǎn)青霉素酶的葡萄球菌、肺炎性鏈球菌、沙門(mén)菌以及奈瑟菌具有較強(qiáng)的抗菌活性。主要用于革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌的感染病癥，對(duì)于耐青霉素的菌類(lèi)有較好的殺菌效果。
[0003]由于頭孢菌素類(lèi)具有抗菌作用強(qiáng)、抗菌譜廣、無(wú)交叉耐藥性、毒副作用小、臨床療效高、不良反應(yīng)較少等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)及獸醫(yī)臨床上。如果頭孢氨芐使用不當(dāng)或者使用者不遵守休藥期規(guī)定，均能夠造成頭孢氨芐殘留在動(dòng)物源性食品(如肉、奶、蛋等)中，且殘留量顯著。人們?nèi)绻L(zhǎng)期食用這種含有抗生素的動(dòng)物源性食品，會(huì)給人的身體健康帶來(lái)很大的危害。建立一種能夠快速檢驗(yàn)動(dòng)物源性食品中頭孢氨芐含量的方法具有很強(qiáng)的實(shí)用性和應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題是，提供一種檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極，該電極可以用于檢測(cè)動(dòng)物源性食品中的頭孢氨芐含量，且具有檢測(cè)快速、靈敏度高、能耗低等特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是，提供一種基于上述化學(xué)電極的頭孢氨芐的電化學(xué)測(cè)定方法。
[0006]本發(fā)明所要解決的上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極，通過(guò)包含如下步驟的方法制備得到:在清洗干凈后的金電極表面滴加膠體金溶液，晾干后浸入含半胱氨酸的鹽酸溶液中，在1~6°C下自組裝，然后取出用水淋洗干凈即得。
[0007]選擇半胱氨酸和膠體金對(duì)金電極進(jìn)行修飾處理得到的檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極，具有良好的測(cè)試效果，沒(méi)有雜峰出現(xiàn)，峰電位穩(wěn)定，且峰形較好，可以很直觀的獲得不同濃度頭孢氨芐的響應(yīng)差異。單獨(dú)使用半胱氨酸、膠體金或其他修飾劑制備得到的電極用于測(cè)定頭孢氨芐時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的干擾峰，無(wú)法用來(lái)測(cè)定頭孢氨芐的含量。
[0008]優(yōu)選地，所述的膠體金溶液通過(guò)如下方法制備得到:稱(chēng)取殼聚糖溶解在體積分?jǐn)?shù)為0.05-2.0%的乙酸溶液中，配成l~3mg/mL的殼聚糖溶液，邊攪拌邊加入5~20mmol/L的氯金酸水溶液，攪拌20~40min，然后在攪拌下逐滴加入0.05-0.2mol/L硼氫化鈉水溶液，繼續(xù)攪拌，直至溶液變?yōu)橥该鞯木萍t色即得膠體金溶液；所述的殼聚糖溶液、氯金酸水溶液以及硼氫化鈉水溶液的體積用量比為20~40:10-20:5~10o
[0009]最優(yōu)選地，所述的膠體金溶液通過(guò)如下方法制備得到:稱(chēng)取殼聚糖溶解在體積分?jǐn)?shù)為1.0%的乙酸溶液中，配成2mg/mL的殼聚糖溶液，邊攪拌邊加入lOmmol/L的氯金酸水溶液，攪拌30min，然后在攪拌下逐滴加入0.lmol/L硼氫化鈉水溶液，繼續(xù)攪拌，直至溶液變?yōu)橥该鞯木萍t色即得膠體金溶液；所述的殼聚糖溶液、氯金酸水溶液以及硼氫化鈉水溶液的體積用量比為30:15:6。
[0010]優(yōu)選地，所述半胱氨酸的鹽酸溶液中L-半胱氨酸的濃度為0.05-0.2mol/L，鹽酸的濃度為 0.05-0.lmol/L。
[0011]最優(yōu)選地，所述半胱氨酸的鹽酸溶液中L-半胱氨酸的濃度為0.lmol/L,鹽酸的濃度為 0.05mol/Lo
[0012]優(yōu)選地，所述的自組裝是在4°C下自組裝10~30min。最優(yōu)選地，在4°C下自組裝1min0
[0013]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道，不同用途的化學(xué)修飾電極，電極在半胱氨酸中的自組裝時(shí)間長(zhǎng)短不一，一般為幾個(gè)小時(shí)甚至幾天，為了尋找本發(fā)明檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極的最適合自組裝時(shí)間。本發(fā)明通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)在5min~24h內(nèi)考察自組裝不同時(shí)間的修飾電極對(duì)不同濃度頭孢氨芐水解液的響應(yīng)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在自組裝10~30min時(shí)得到的化學(xué)電極對(duì)頭孢氨芐水解液具有較好的響應(yīng)電流差值；其中，當(dāng)自組裝1min時(shí)，具有最大的響應(yīng)電流差值。
[0014]一種頭孢氨芐電化學(xué)測(cè)定方法，包含如下步驟:在待測(cè)樣品溶液中加入硫酸銅溶液進(jìn)行水解得水解液；以本發(fā)明所述的化學(xué)修飾電極作為工作電極，采用方波伏安法測(cè)定水解液中剩余銅離子的濃度，從而間接測(cè)得樣品中頭孢氨芐的含量。
[0015]優(yōu)選地，所述的頭孢氨芐電化學(xué)測(cè)定方法，采用方波伏安法測(cè)定過(guò)程中以Ag/AgCl電極(飽和KCl溶液)為參比電極，鉑絲電極為輔助電極，以0.2mol/L HAc-NaAc緩沖液(ρΗ4.5)為支持電解質(zhì)，掃描電位為0.6V- -0.4Vo
[0016]優(yōu)選地，所述的水解通過(guò)如下方法進(jìn)行:將硫酸銅水溶液、樣品水溶液、HAc-NaAc緩沖液混合，搖勻后得混合溶液；在80~100°C的條件下水解20~30min ;所述混合溶液中銅離子的濃度為0.02-0.lg/L。
[0017]最優(yōu)選地，所述的水解通過(guò)如下方法進(jìn)行:將硫酸銅水溶液、樣品水溶液、HAc-NaAc緩沖液混合，搖勻后得混合溶液；在100°C的條件下水解25min ;所述混合溶液中銅離子的濃度為0.lg/L。
[0018]本發(fā)明通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)樣品水溶液和硫酸銅水溶液混合后水解得到的頭孢氨芐水解液的響應(yīng)電流差值最大，可最大限度的提高檢測(cè)的靈敏度。
[0019]頭孢氨芐的水解時(shí)間會(huì)影響到水解溶液中剩余銅離子的含量，從而影響頭孢氨芐的測(cè)定結(jié)果。水解時(shí)間過(guò)短，頭孢氨芐未能水解完全，導(dǎo)致頭孢氨芐的測(cè)定結(jié)果偏低；水解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于頭孢氨芐的水解產(chǎn)物長(zhǎng)時(shí)間處于高溫條件，可能進(jìn)一步發(fā)生降解或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而使其與銅離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的有效量較少，使頭孢氨芐的測(cè)定結(jié)果偏低。本發(fā)明通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)摸索，發(fā)現(xiàn)25min作為最優(yōu)水解時(shí)間。
[0020]水解液中銅離子的含量對(duì)頭孢氨芐測(cè)定結(jié)果有著重要的的影響。銅離子的濃度越高，其在化學(xué)修飾電極上的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)越強(qiáng)，有利于提高該法對(duì)頭孢氨芐的響應(yīng)靈敏度；但銅離子濃度過(guò)高，銅離子在電極表面的吸附較為嚴(yán)重，會(huì)影響電極多次測(cè)定時(shí)的電流值，使電流差值無(wú)法正確反應(yīng)頭孢氨芐的濃度，從而影響實(shí)際樣品的測(cè)定結(jié)果。本發(fā)明通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)摸索，發(fā)現(xiàn)當(dāng)銅離子濃度在0.02-0.lg/L時(shí)具有很好的響應(yīng)效果，當(dāng)銅離子濃度為0.lg/L時(shí)效果最佳。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述HAc-NaAc緩沖液的pH為4.5。
[0022]有益效果:(1)本發(fā)明提供一種新穎的用于檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極，利用本發(fā)明制備得到的化學(xué)修飾電極測(cè)定頭孢氨芐，具有靈敏度高、快速簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；(2)本發(fā)明所述的電化學(xué)檢測(cè)方法，選擇性好、線性范圍寬，可用于如肉、奶、蛋等動(dòng)物源性食品樣品中頭孢氨芐殘留的快速檢測(cè)；(3)本發(fā)明所述的檢測(cè)方法對(duì)頭孢氨芐的檢出限為1.9Xl(T9mol/L ;遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中的其他檢測(cè)方法；(4)此外，鹽酸金霉素、鹽酸強(qiáng)力霉素、青霉素鉀、氯霉素對(duì)測(cè)定頭孢氨芐均無(wú)明顯的干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為不同濃度頭孢氨芐水解液的方波伏安圖，插圖為頭孢氨芐的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例對(duì)本發(fā)明不做任何形式的限定。
[0025]實(shí)施例1檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極的制備
(1)膠體金溶液的制備
稱(chēng)取一定量的殼聚糖溶解在1.0%的乙酸溶液中，配成2mg/mL的溶液30mL，在電磁攪拌下加入15mL 10mmol/L的氯金酸溶液，攪拌30min，然后在攪拌下逐滴加入6mL新配制的0.lmol/L硼氫化鈉水溶液，繼續(xù)攪拌，直至溶液變?yōu)橥该鞯木萍t色(約1.5h)；
(2)化學(xué)修飾電極的制備
金電極經(jīng)過(guò)不同粒徑的拋光粉末打磨之后，用水淋洗，然后依次放入1:1硝酸溶液、無(wú)水乙醇和水中，用超聲波清洗器清洗干凈，自然晾干。在處理后的金電極表面滴加3 μ I的膠體金溶液，室溫晾干后，將電極浸入0.lmol/L半胱氨酸-0.05mol/L HCl溶液中，置于冰箱中在4°C自組裝lOmin，取出電極用水淋洗后即得檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極。
[0026]實(shí)施例2檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極的制備
(1)膠體金溶液的制備
稱(chēng)取一定量的殼聚糖溶解在2.0%的乙酸溶液中，配成3mg/mL的溶液40mL，在電磁攪拌下加入1mL 20mmol/L的氯金酸溶液，攪拌40min，然后在攪拌下逐滴加入5mL新配制的
0.2mol/L硼氫化鈉水溶液，繼續(xù)攪拌，直至溶液變?yōu)橥该鞯木萍t色(約1.5h)；
(2)化學(xué)修飾電極的制備
金電極經(jīng)過(guò)不同粒徑的拋光粉末打磨之后，用水淋洗，然后依次放入1:1硝酸溶液、無(wú)水乙醇和水中，用超聲波清洗器清洗干凈，自然晾干。在處理后的金電極表面滴加3 μ I的膠體金溶液，室溫晾干后，將電極浸入0.2mol/L半胱氨酸-0.lmol/L HCl溶液中，置于冰箱中在4°C自組裝30min，取出電極用水淋洗后即得檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極。
[0027]實(shí)施例3檢測(cè)頭孢氨芐的化學(xué)修飾電極的制備 (1)膠體金溶液的制備
稱(chēng)取一定量的殼聚糖溶解在0.05%的乙酸溶液中，配成lmg/mL的溶液20mL，在電磁攪拌下加入20mL 5mmol/L的氯金酸溶液，攪拌40min，然后在攪拌下逐滴加入1mL新配制的0.05mol/L硼氫化鈉水溶液，繼續(xù)攪拌，直至溶液變?yōu)橥该鞯木萍t色(約1.5h)；
(2)化學(xué)修飾電極的制備
金電極經(jīng)過(guò)不同粒徑的拋光粉末打磨之后，用水淋洗，然后依次放入1:1硝酸溶液、無(wú)水乙醇和水中，用超聲波清洗器清洗干凈，自然晾干。在處理后的金電極表面滴加3 μ I的膠體金溶液，室溫晾干后，將電極浸入0.05mol/L半胱氨酸-0.05mol/L