CN105572210B - 一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法 - Google Patents

一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法，其特征在于，首先，将玻碳电极用3‑巯丙基三乙氧基硅烷和氯酸金修饰，制备得到纳米金修饰玻碳电极；然后溶胶‑凝胶印迹技术、层层自组装法和滴涂法相结合，在修饰玻碳电极表面成功地研制了一种具有特异选择性的紫杉醇印迹电化学传感器，本发明制备的紫杉醇分子印迹传感器的响应大大提高。该紫杉醇印迹传感器对紫杉醇表现出较高的亲和性和选择性。该紫杉醇分子印迹传感器与电化学工作站连接构成能够专一模板分子识别传感器。本发明制得的传感器成本低、灵敏度高、特异性好、检测快速，可反复使用。

Description

一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法
技术领域
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，特别涉及一种检测紫杉醇分子印迹传感器的制备方法，具体是基于分子印迹特异性识别作用，用于检测药品、生物样品中的紫杉醇。
背景技术
紫杉醇，英文名称Paclitaxel，别名泰素，紫素，特素，紫杉醇是一种萜化合物。分子式C47H51NO14，分子量为853.92。白色结晶粉末。紫杉醇是从太平洋短叶红豆杉树皮中分离得到的一种具有抗癌活性的四环二萜化合物。紫杉醇以其独特的抗癌机理得到广泛的应用，目前已作为乳腺癌、卵巢癌和非小细胞肺癌的临床一线用药。在临床医学上作为抗癌剂之一而被应用，特别是对乳腺癌比较有效。
由于紫杉醇主要从红豆杉属植物的茎皮中分离获得，但树皮中紫杉醇的含量仅有0.01%左右，传统的分离方法提纯后还含有其它多种组分，而它们的性质相似，导致紫杉醇提取分离、测定的困难，因此，找到一种选择性好、灵敏度高、操作简便使用的检测紫杉醇的方法十分重要。传统检测紫杉醇的方法主要有高效液相色谱、液相色谱-质谱法，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。
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、检测下限高而且再生和可逆性差，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，对研究人员、生产企业、质控人员、进出口商检、政府管理部门等的迫切需要的，对食品、药品、环境安全中的紫杉醇含量准确定量测定十分必要，对于紫杉醇生产和药理研究也具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是将分子印迹与电化学传感器相结合，提供了一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法，主要是以紫杉醇为模板，在玻碳电极表面通过3-巯丙基三乙氧基硅烷、石墨烯及纳米金粒子之间的电化学作用而制备的分子印迹传感器。
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）。
碳纳米管；3-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇；乌头酸，乙二醇二甲基丙烯酸酯；乙腈，氯金酸；紫杉醇；丙烯酸；过硫酸钾，偶氮二异丁腈，磷酸缓冲溶液。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：
（1）纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25%的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡6~8 h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25 mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为2~4 h，再放入质量百分浓度为30%的水合肼溶液中浸泡20 min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
（2）氧化碳纳米管的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，浓硫酸：52~62%，碳纳米管：3~8%，过硫酸钾：1.0~5%，超声分散20~30min，再加入32~40%去离子水，各组分含量之和为百分之百，温度升至70±2℃搅拌反应6 ~8 h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
（3）印迹溶胶的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，乙腈：66~74%，氧化碳纳米管：5~8%，丙烯酸：10~18%，乌头酸：5~10%，偶氮二异丁腈：1~3%，搅拌10 min，再加入紫杉醇：1.0~3.0%，各组分含量之和为百分之百，温度升至65±2℃搅拌反应6~8 h，即得印迹溶胶；
（4）紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤（2）的印迹溶胶于16μL滴加到步骤（1）制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸（体积比为乙醇：盐酸为15:1）混合溶液浸泡12~16h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
本发明的优点及效果是：
本发明将溶胶-凝胶印迹技术、碳纳米管、纳米金粒子、层层自组装法和滴涂法相结合，在玻碳电极表面成功地研制了一种具有特异选择性的印迹电化学传感器。通过与无碳纳米管和纳米金修饰的分子印迹电极的响应进行比较，本申请制备的紫杉醇分子印迹传感器的响应大大提高。该印迹传感器对紫杉醇表现出较高的亲和性和选择性，响应电流与紫杉醇的浓度在1.0×10-7~8.0×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系，检测限为1.46×10- 8mol/L将本发明制备的紫杉醇分子印迹传感器成功用于药品、生物样品中紫杉醇的检测中，回收率在95.49~105.2%之间，因此本发明制备的分子印迹传感器可广泛应用于生物医药、食品、环保检测等相关领域。
具体实施方式
实施例1
（1）纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25%的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡7 h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25 mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为3 h，再放入质量百分浓度为30%的水合肼溶液中浸泡20 min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
（2）氧化碳纳米管的制备：在反应器中，分别加入，浓硫酸：31 mL，碳纳米管：5g，过硫酸钾：3g，超声分散25min，再加入去离子水：35 mL，温度升至70±2℃搅拌反应7 h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
（3）印迹溶胶的制备：在反应器中，分别加入，乙腈：9 mL，氧化碳纳米管：0.5g，丙烯酸：1.3g，乌头酸：0.8，偶氮二异丁腈：0.2，搅拌10 min，再加入紫杉醇：0.2g，温度升至65±2℃搅拌反应7 h，即得印迹溶胶；
（4）紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤（3）的印迹溶胶于16μL滴加到步骤（1）制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸（体积比为乙醇：盐酸为15:1）混合溶液浸泡13h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
实施例2
（1）纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25%的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡6 h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25 mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为2 h，再放入质量百分浓度为30%的水合肼溶液中浸泡20 min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
（2）氧化碳纳米管的制备：在反应器中，分别加入，浓硫酸：33 mL，碳纳米管：6g，过硫酸钾：1g，超声分散20min，再加入去离子水：32 mL，温度升至70±2℃搅拌反应6 h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
（3）印迹溶胶的制备：在反应器中，分别加入，乙腈：8.5 mL，氧化碳纳米管：0.8g，丙烯酸：1.8g，乌头酸：0.5，偶氮二异丁腈：0.1，搅拌10 min，再加入紫杉醇：0.2g，温度升至65±2℃搅拌反应6 h，即得印迹溶胶；
（4）紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤（3）的印迹溶胶于16μL滴加到步骤（1）制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸（体积比为乙醇：盐酸为15:1）混合溶液浸泡14h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
实施例3
（1）纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25%的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡8 h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25 mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为4 h，再放入质量百分浓度为30%的水合肼溶液中浸泡20 min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
（2）氧化碳纳米管的制备：在反应器中，分别加入，浓硫酸：28 mL，碳纳米管：4g，过硫酸钾：4g，超声分散30min，再加入去离子水：40 mL，温度升至70±2℃搅拌反应8 h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
（3）印迹溶胶的制备：在反应器中，分别加入，乙腈：9.5 mL，氧化碳纳米管：0.6g，丙烯酸：1.0g，乌头酸：0.7，偶氮二异丁腈：0.2，搅拌10 min，再加入紫杉醇：0.1g，温度升至65±2℃搅拌反应8 h，即得印迹溶胶；
（4）紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤（3）的印迹溶胶于16μL滴加到步骤（1）制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸（体积比为乙醇：盐酸为15:1）混合溶液浸泡12h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
实施例4
（1）纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25%的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡6.5 h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25 mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为2.5 h，再放入质量百分浓度为30%的水合肼溶液中浸泡20 min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
（2）氧化碳纳米管的制备：在反应器中，分别加入，浓硫酸：29 mL，碳纳米管：3g，过硫酸钾：5g，超声分散22min，再加入去离子水：38 mL，温度升至70±2℃搅拌反应6.5 h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
（3）印迹溶胶的制备：在反应器中，分别加入，乙腈：8.7 mL，氧化碳纳米管：0.7g，丙烯酸：1.2g，乌头酸：0.6，偶氮二异丁腈：0.3，搅拌10 min，再加入紫杉醇：0.3g，温度升至65±2℃搅拌反应6.5 h，即得印迹溶胶；
（4）紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤（3）的印迹溶胶于16μL滴加到步骤（1）制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸（体积比为乙醇：盐酸为15:1）混合溶液浸泡15h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
实施例5
（1）纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25%的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡7.5 h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25 mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为3.5 h，再放入质量百分浓度为30%的水合肼溶液中浸泡20 min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
（2）氧化碳纳米管的制备：在反应器中，分别加入，浓硫酸：32 mL，碳纳米管：8g，过硫酸钾：2g，超声分散28min，再加入去离子水：34 mL，温度升至70±2℃搅拌反应7.5 h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
（3）印迹溶胶的制备：在反应器中，分别加入，乙腈：9.2 mL，氧化碳纳米管：0.5g，丙烯酸：1.0g，乌头酸：1.0，偶氮二异丁腈：0.1，搅拌10 min，再加入紫杉醇：0.1g，温度升至65±2℃搅拌反应7 h，即得印迹溶胶；
（4）紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤（3）的印迹溶胶于16μL滴加到步骤（1）制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸（体积比为乙醇：盐酸为15:1）混合溶液浸泡16h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
实施例6
将上述实施例1~5所制备的紫杉醇分子印迹传感器，用于紫杉醇的检测，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紫杉醇标准溶液，底液为pH 6.8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，本申请实施例1~5所制备的紫杉醇分子印迹传感器作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-0.10~0.4V电位范围内进行检测，空白标样的响应电流记为I 0 ，含有不同浓度的紫杉醇标准溶液的响应电流即为I i ，响应电流降低的差值为△I=I 0 -I i ，△I与紫杉醇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）紫杉醇的检测：用待测样品代替步骤（1）中的紫杉醇标准溶液，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，得到待测样品中紫杉醇的含量；
所述K3[Fe(CN)6]溶液的浓度为8mmol/L；
所述pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液的浓度在80 mmol/L。
响应电流与紫杉醇的浓度在1.0×10-7~8.0×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系，检测限为1.46×10-8mol/L将本发明制备的紫杉醇分子印迹传感器成功用于药品、生物样品中紫杉醇的检测中，回收率在95.49~105.2%之间，因此本发明制备的分子印迹传感器可广泛应用于生物医药、食品、环保检测等相关领域。

Claims (2)

1.一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：
(1)纳米金修饰玻碳电极：将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μmAl2O3粉末进行表面抛光，然后用高纯水超声清洗，用氮气吹干，将玻碳电极放入含3-巯丙基三乙氧基硅烷质量百分浓度为25％的乙醇溶液中，温度升至55±2℃，浸泡6～8h，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，将玻碳电极浸泡在0.25mol/L氯酸金溶液中，浸泡时间为2～4h，再放入质量百分浓度为30％的水合肼溶液中浸泡20min，取出用无水乙醇充分洗涤，用氮气吹干，即得纳米金修饰玻碳电极；
(2)氧化碳纳米管的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，浓硫酸：52～62％，碳纳米管：3～8％，过硫酸钾：1.0～5％，超声分散20～30min，再加入32～40％去离子水，各组分含量之和为百分之百，温度升至70±2℃搅拌反应6～8h，冷却至室温，过滤，用去离子水反复洗涤至滤液为中性，干燥，得到氧化碳纳米管；
(3)印迹溶胶的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，乙腈：66～74％，氧化碳纳米管：5～8％，丙烯酸：10～18％，乌头酸：5～10％，偶氮二异丁腈：1～3％，搅拌10min，再加入紫杉醇：1.0～3.0％，各组分含量之和为百分之百，温度升至65±2℃搅拌反应6～8h，即得印迹溶胶；
(4)紫杉醇分子印迹传感器的制备方法：取步骤(2)的印迹溶胶于16μL滴加到步骤(1)制备的纳米金修饰玻碳电极上，置于红外灯下，挥发干溶剂后，将其用乙醇与盐酸的体积比为15：1的混合溶液浸泡12～16h，除去电极上的模板分子，即得紫杉醇分子印迹传感器。
2.根据权利要求1所述的一种紫杉醇分子印迹传感器的制备方法所制备的紫杉醇分子印迹传感器。
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