CN102043005A

CN102043005A - 用于减肥保健品中违禁药物检测的纳米增效分子印迹膜电极

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Publication number: CN102043005A
Application number: CN2010105241701A
Authority: CN
Inventors: 颜梅; 万夫伟; 张萌; 葛慎光; 赵珮妮; 王少伟; 于京华; 杨萍; 吴鲁丹
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: Jinan University; University of Jinan
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN102043005B

Abstract

本发明公开了一种检测减肥保健品中违禁药物的分子印迹膜电极及检测违禁药物的方法。电极制备方法(示意图见附图)，包括以下步骤：选择能功能单体；确定合成分子印迹溶胶凝胶的模板分子、功能单体、交联剂、引发剂和有机溶剂的比例；利用层层修饰技术，将碳纳米管和溶胶凝胶修饰到电极表面。一种检测减肥保健品中痕量违禁药物的方法，包括如下步骤将修饰好的电极连接到电化学工作站上，对市售减肥保健品、减肥食品和减肥药进行检测。本发明的电极的特异性强，灵敏度高，可以达到ng级；完成一个基本检测过程仅需5-10分钟的时间；成本低。电化学检测减肥保健品中违禁药物的方法，操作快速简单，反应及结果均由仪器自动完成和记录。

Description

用于减肥保健品中违禁药物检测的纳米增效分子印迹膜电极

技术领域

本发明涉及减肥保健品中违禁药物检测技术领域，更具体地说是一种检测保健品中痕量违禁药物的纳米增效分子印迹膜电极的制备，本发明还涉及采用所述的分子印迹膜电极检测减肥保健品样本中痕量违禁药物的方法。

背景技术

减肥保健品市场上常见的违禁药物成分主要为化学合成食欲抑制剂，合成食欲抑制剂被非法添加在减肥保健品中，通过作用于中枢神经抑制人的食欲来达到降低体重的目的。美国食品药品检验局(FDA)已将此类药物作为减肥产品的违禁成分，禁止在市面销售。

非法添加合成食欲抑制剂的减肥食品曾经风靡一时，但是1997年美国药物不良反应检测中心发表报告认定，部分抑制食欲药物长期服用会损伤心脏瓣膜，从而引起心脏病变，直接威胁消费者的健康，对人类生命造成威胁。日本、美国和中国都有因服用过量食欲抑制剂而致死的报道。但是还有些不法商家为谋私利在减肥产品中添加食欲抑制药物。因此对此类药物含量的高选择性快速准确检测具有十分重要的临床医学以及社会意义。

建立一种高灵敏度和特异性的快速减肥保健品中违禁药物的方法，便成为当前该研究领域亟需解决的问题之一。目前已有的对此类药物检测或筛检方法主要包括气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、LC-MS联用技术或化学发光法等，但是这些检测或筛检方法存在不足：

1.气相色谱(GC)和高效液相色谱(HPLC)是常用的检测减肥保健品中违禁药物的方法，这两种方法灵敏度较高，也能解决一定的选择性问题，但是这两种方法，操作起来比较繁琐，分析过程耗时长，不能满足现在高通量的检测需求。

2.化学发光法是近年来发展起来的新方法，在减肥保健品中违禁药物的检测中也有一定的应用，其灵敏度很高，样品用量也很少，与流动注射技术联用可以实现仪器自动化，但是方法的选择性差，不能解决共存物质的干扰问题，因而检测结果中就带入了共存物质干扰的结果。

3.借助于HPLC或LC-MS联用技术等大型精密仪器建立起米的减肥保健品中违禁药物的仪器检测方法，对违禁药物的检测具有很高的灵敏度，但是该方法不能一次就鉴定出分析物的结构，往往还需要用GC-MS确认结构，技术成本较高，传统方法所需的时间一般都较长，有的甚至长达几个小时，操作复杂，不能用于现场的快速检测。

4.以上几种方法对于减肥保健品中违禁药物的检测和分析，一般都存在检测成本高、结果假阳性、检测过程复杂、检测单一、试剂用量大、不适于现场快速检测、共存物质干扰大等缺点，因此不能满足实际检测的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种检测速度快、灵敏度高、选择性高，试剂用量少，检测减肥保健品中痕量违禁药物的纳米增效分子印迹膜电极。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下措施来实现的：一种检测减肥保健品中痕量违禁药物的纳米增效分子印迹膜电极的制备方法，其包括以下步骤：

(1)遴选减肥保健品中主要的违禁药物作为研究对象；

(2)选择能与研究对象合成分子印迹溶胶凝胶(Molecularly Imprinted Sol-gels，简称MIS)的功能单体；

(3)按一定的摩尔比将研究对象(模板分子)、功能单体、交联剂、引发剂和有机溶剂混合均匀制成不同违禁药物的MIS；

(4)利用层层修饰技术，将MIS和碳纳米管溶液层层修饰到玻碳电极表面，制成分子印迹膜电极。

本发明所述MIS用到的模板分子、功能单体、交联剂、引发剂、致孔剂和有机溶剂的摩尔比为0.5～1∶2～3∶0.5～1.5∶0.1～0.2∶30～50∶10～25。

本发明所述分子印迹溶胶凝胶修饰到玻碳电极表面表面包括以下步骤：

(1)将所用玻碳电极(直径3.0mm)依次用1.0，0.3，0.05μm的二氧化二铝粉末抛光至镜面。每一步均用二次水彻底冲洗，然后在1∶1的硝酸，丙酮和二次水中超声清洗3min以除去微量的三氧化二铝和可能的污染物，在空气中干燥；

(2)将碳纳米管超声分散处理，制备出分散性好的碳纳米管溶液；

(3)将处理好的电极浸泡在步骤(2)得到的纳米溶液中1-3min，取出晾干；

(4)将经过步骤(3)处理的电极浸泡在合成好的分子印迹溶胶凝胶中1-5min，取出晾干；

(5)利用层层修饰原理重复步骤(2)和(3)过程3-5次，得到多层分子印迹溶胶凝胶修饰的玻碳电极；

(6)将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

(7)将步骤(6)中制备的电极在置于无水乙醇中2-5min，抽提出模板分子，再用二次水冲洗电极，室温待其干燥，制得分子印迹膜电极。

本发明还包括以下步骤：

将制备的分子印迹膜电极浸泡在样品溶液中，与模板分子发生特异性结合，进而用电化学方法进行检测。

本发明所述使用的功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸(MAA)、三氟甲基丙烯酸(TFMAA)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙烯、亚甲基丁二酸、二丙烯酰胺、2-甲基-1-丙磺酸、1-乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶(4-VP)、2-乙烯基吡啶(2-VP)、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙烯、亚甲基丁二酸、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、2，6-二氨基吡啶、N-乙烯基-a吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸二乙胺乙酯(DEAEM)等；所述致孔剂采用二氯甲烷、乙腈、氯仿、甲醇、四氯化碳等；所述交联剂为偶氮二异丁腈(AIBN)；所述有机溶剂为二氯甲烷、四氯化碳或氯仿。

一种检测减肥保健品中痕量违禁药物的方法，其特征是包括如下步骤：将按上述方法制得的分子印迹溶胶凝胶膜电极配合电化学工作站，对减肥保健品、减肥食品、减肥药中的违禁药物进行检测。

本发明的有益效果：

1.将分子印迹溶胶凝胶膜修饰到玻碳电极表面的方法操作简单，不需要其他步骤直接将分子印迹膜修饰到电极表面，减少了其他物质对电化学信号的干扰。

2.将碳纳米管与分子印迹溶胶凝胶交替的层层修饰到电极表面，既增大了电极的表面积又增强了溶胶凝胶膜的导电性，使得所制备的分子印迹膜电极具有更高的灵敏性和检测范围。

3.本发明说得到的分子印迹膜电极以分子印迹材料为特异性识别物质，大大提高了电化学检测的选择性，由于分子印迹的富集作用，进一步提高的分析方法的灵敏度，检出限可以达到ng级，检测速度快，完成一个样品的测定只需要5-10分钟时间，可以在短时间内完成大量样品的检测

4.本发明所得到的分子印迹膜电极所需试剂量少，成本低，经济实用。

5.所得到的分子印迹膜电极与电化学工作站联用检测减肥保健品中痕量的违禁药物，仪器操作简单快速，反应及结果均由仪器自动完成和记录，避免了主观因素的影响，并保证有很好的重复性，便于现场检测。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图为碳纳米管、分子印迹溶胶凝胶膜修饰到电极表面制备电化学传感器过程示意图。

具体实施方式

实施例1(违禁药物，如盐酸芬氟拉明)

一种检测盐酸芬氟拉明的纳米增效分子印迹膜电极制备方法，包括以下步骤：

(1)选择能与芬氟拉明作用合成分子印迹聚合物的功能单体甲基丙烯酸(MAA)；

(2)将芬氟拉明模板分子，功能单体甲基丙烯酸(MAA)，引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，交联剂正硅酸乙酯，有机溶剂(无水乙醇、苯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷)按摩尔比为0.5∶2∶0.1∶1.5∶25混合均匀，得到芬氟拉明的分子印迹溶胶凝胶；

(3)碳纳米管溶液制备：在超声搅拌的条件下，将2mg多壁碳纳米管加入到1mL二甲基亚砜溶液中，从而获得黑色悬浊液即多壁碳纳米管溶液；

(4)工作电极选用玻璃碳电极，将所用玻碳电极(直径3.0mm)依次用1.0，0.3，0.05μm的三氧化二铝粉末抛光至镜面。每一步均用二次水彻底冲洗，然后在1∶1的硝酸，丙酮和二次水中超声清洗3min以除去微量的三氧化二铝和可能的污染物，在空气中干燥；

(5)将处理好的电极浸泡在步骤(3)得到的纳米溶液中3min，取出晾干；

(6)将经过步骤(5)处理的电极浸泡在合成好的分子印迹溶胶凝胶中5min，取出晾干；

(7)利用层层修饰技术重复步骤(5)和(6)过程5次，得到多层分子印迹溶胶凝胶修饰的玻碳电极；

(8)将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

(9)将步骤(6)中制备的电极在置于无水乙醇中5min，抽提出模板分子，再用二次水冲洗电极，室温待其干燥，制得分子印迹膜电极。

将制得芬氟拉明分子印迹溶胶凝胶电极配合电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量的芬氟拉明进行检测，结果见表1。利用上述同样方法，但电极上未修饰碳纳米管和裸电极时，连接到电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量的芬氟拉明进行检测，结果见表1。

表1 本发明芬氟拉明纳米增效分子印迹膜与普通裸电极和只修饰分子印迹膜电极检测效果对比

从表1中结果可以看出：没有修饰碳纳米管的分子印迹溶胶凝胶电极对芬氟拉明的最低检测限比裸电极的要低，说明碳纳米管对电信号有增效作用；本发明中将碳纳米管和溶胶凝胶膜层层修饰在电极上，得到的结果具有更宽的线性范围、更高的灵敏度和更低的检测限。

实施例2(吲哚类，如环咪唑吲哚)

一种检测环咪唑吲哚的纳米增效分子印迹膜电极制备方法，包括以下步骤：

(1)选择能与环咪唑吲哚作用合成分子印迹聚合物的功能单体丙烯酰胺(AM)；

(2)将环咪唑吲哚模板分子，功能单体丙烯酰胺(AM)，引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，交联剂正硅酸乙酯，有机溶剂(无水乙醇、二氯甲烷)按摩尔比为0.5∶1.5∶0.2∶1.3∶20混合均匀，得到环咪唑吲哚的分子印迹溶胶凝胶；

(3)碳纳米管溶液制备：在超声搅拌的条件下，将2mg碳纳米管加入到1mL二甲基亚砜溶液中，从而得到碳纳米管悬浊液；

(6)将经过步骤(5)处理的电极浸泡在合成好的分子印迹溶胶凝胶中4min，取出晾干；

(7)利用层层修饰技术重复步骤(5)和(6)过程4次，得到多层分子印迹溶胶凝胶修饰的玻碳电极；

(8)将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

将制得环咪唑吲哚分子印迹溶胶凝胶电极配合电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量环咪唑吲哚进行检测，结果见表2。利用上述同样方法，但电极上未修饰碳纳米管和裸电极时，连接到电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量环咪唑吲哚进行检测，结果见表2。

表2 本发明环咪唑吲哚纳米增效分子印迹膜与普通裸电极和只修饰分子印迹膜电极检测效果对比

从表2中结果可以看出：没有修饰碳纳米管的分子印迹溶胶凝胶电极对环咪唑吲哚的最低检测限比裸电极的要低，说明碳纳米管对电信号有增效作用；本发明中将碳纳米管和溶胶凝胶膜层层修饰在电极上，得到的结果具有更宽的线性范围、更高的灵敏度和更低的检测限。

实施例3(吲哚类，如西布曲明)

一种检测两布曲明的纳米增效分子印迹膜电极制备方法，包括以下步骤：

(1)选择能与西布曲明作用合成分子印迹聚合物的功能单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)；

(2)将两布曲明模板分子，功能单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)，引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，交联剂正硅酸乙酯，有机溶剂(无水乙醇、二氯甲烷)按摩尔比为0.3∶1.5∶0.2∶1.4∶22混合均匀，得到两布曲明的分子印迹溶胶凝胶；

(5)将处理好的电极浸泡在步骤(3)得到的纳米溶液中2min，取出晾干；

(6)将经过步骤(5)处理的电极浸泡在合成好的分子印迹溶胶凝胶中3min，取出晾干；

(8)将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

将制得西布曲明分子印迹溶胶凝胶电极配合电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量西布曲明进行检测，结果见表3。利用上述同样方法，但电极上未修饰碳纳米管和裸电极时，连接到电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量西布曲明进行检测，结果见表3。

表3 本发明西布曲明纳米增效分子印迹膜与普通裸电极和只修饰分子印迹膜电极检测效果对比

从表3中结果可以看出：没有修饰碳纳米管的分子印迹溶胶凝胶电极对西布曲明的最低检测限比裸电极的要低，说明碳纳米管对电信号有增效作用；本发明中将碳纳米管和溶胶凝胶膜层层修饰在电极上，得到的结果具有更宽的线性范围、更高的灵敏度和更低的检测限。

实施例4(苯丙胺类，如甲苯丙胺)

一种检测甲苯丙胺的纳米增效分子印迹膜电极制备方法，包括以下步骤：

(1)选择能与甲苯丙胺作用合成分子印迹聚合物的功能单体三氟甲基丙烯酸(TFMAA)；

(2)将甲苯丙胺模板分子，功能单体三氟甲基丙烯酸(TFMAA)，引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，交联剂正硅酸乙酯，有机溶剂(无水乙醇、三氯甲烷)按摩尔比为0.3∶1.2∶0.3∶1.5∶20混合均匀，得到甲苯丙胺的分子印迹溶胶凝胶；

(8)将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

(9)将步骤(6)中制备的电极在置于无水乙醇中4min，抽提出模板分子，再用二次水冲洗电极，室温待其干燥，制得分子印迹膜电极。

将制得甲苯丙胺分子印迹溶胶凝胶电极配合电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量甲苯丙胺进行检测，结果见表4。利用上述同样方法，但电极上未修饰碳纳米管和裸电极时，连接到电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量甲苯丙胺进行检测，结果见表4。

表4 本发明甲苯丙胺纳米增效分子印迹膜与普通裸电极和只修饰分子印迹膜电极检测效果对比

从表4中结果可以看出：没有修饰碳纳米管的分子印迹溶胶凝胶电极对甲苯丙胺的最低检测限比裸电极的要低，说明碳纳米管对电信号有增效作用；本发明中将碳纳米管和溶胶凝胶膜层层修饰在电极上，得到的结果具有更宽的线性范围、更高的灵敏度和更低的检测限。

实施例5(苯丙胺类，如安非拉酮)

一种检测安非拉酮的纳米增效分子印迹膜电极制备方法，包括以下步骤：

(1)选择能与安非拉酮作用合成分子印迹聚合物的功能单体甲基丙烯酸(MAA)；

(2)将安非拉酮模板分子，功能单体甲基丙烯酸(MAA)，引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，交联剂正硅酸乙酯，有机溶剂(无水乙醇、三氯甲烷)按摩尔比为0.4∶1.2∶0.3∶1.5∶23混合均匀，得到安非拉酮的分子印迹溶胶凝胶；

(5)将处理好的电极浸泡在步骤(3)得到的纳米溶液中5min，取出晾干；

(8)将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

将制得安非拉酮分子印迹溶胶凝胶电极配合电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量安非拉酮进行检测，结果见表5。利用上述同样方法，但电极上未修饰碳纳米管和裸电极时，连接到电化学工作站，对减肥药、减肥保健品和减肥食品中痕量安非拉酮进行检测，结果见表5。

表5 本发明安非拉酮纳米增效分子印迹膜与普通裸电极和只修饰分子印迹膜电极检测效果对比

从表5中结果可以看出：没有修饰碳纳米管的分子印迹溶胶凝胶电极对安非拉酮的最低检测限比裸电极的要低，说明碳纳米管对电信号有增效作用；本发明中将碳纳米管和溶胶凝胶膜层层修饰在电极上，得到的结果具有更宽的线性范围、更高的灵敏度和更低的检测限。

Claims

1.一种检测减肥保健品中违禁药物的纳米增效分子印迹膜电极的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1.1选择能与研究对象合成分子印迹溶胶凝胶(Molecularly Imprinted Sol-gels，简称MIS)的功能单体；

1.2按一定的摩尔比将研究对象(模板分子)、功能单体、交联剂、引发剂、致孔剂和有机溶剂混合均匀制成不同违禁药物的MIS；

1.3利用层层修饰技术，将MIS和碳纳米管溶液层层修饰到玻碳电极表面，制成分子印迹膜电极；

1.4本发明的纳米增效分子印迹膜电极与电化学工作站结合，进行实际样品的检测。

2.根据权利要求1所述电极制备方法，其特征是将碳纳米管和分子印迹溶胶凝胶修饰到电极表面包括以下步骤：

2.1将所用玻碳电极(直径3.0mm)依次用1.0，0.3，0.05μm的三氧化二铝粉末抛光至镜面。每一步均用二次水彻底冲洗，然后在1∶1的硝酸，丙酮和二次水中超声清洗3min以除去微量的三氧化二铝和可能的污染物，在空气中干燥；

2.2将碳纳米管超声分散处理，制备出分散性好的碳纳米管溶液；

2.3将处理好的电极浸泡在步骤2.2得到的纳米溶液中1-3min，取出晾干；

2.4将经过步骤2.3处理的电极浸泡在合成好的分子印迹溶胶凝胶中1-5min，取出晾干：

2.5利用层层修饰原理重复步骤2.3和2.4过程3-5次，得到多层分子印迹溶胶凝胶修饰的玻碳电极；

2.6将修饰好的玻碳电极密封处理12小时；

2.7将步骤2.6中制备的电极在置于无水乙醇中2-5min，抽提出模板分子，再用二次水冲洗电极，室温待其干燥，制得分子印迹膜电极。

3.根据权利要求1所述电极制备方法，其特征是制备出对应不同研究对象的分子印迹溶胶凝胶。

4.根据权利要求2所述电极制备方法，其特征是将碳纳米管和分子印迹溶胶凝胶层层修饰于电极表面。

5.根据权利要求4所述的电极制备方法，其特征是：将修饰好的电极在无水乙醇中浸泡2-5min，将模板分子抽提出来。

6.一种检测减肥保健品中痕量违禁药物的方法，其特征是包括如下步骤：将权利要求1所述的本发明电极配合电化学工作站，用于对减肥保健品、减肥食品和减肥药中的违禁药物的检测。