CN106483183A

CN106483183A - 一种甲硝唑的检测方法

Info

Publication number: CN106483183A
Application number: CN201610891485.7A
Authority: CN
Inventors: 刘宇霞; 梁彩云; 彭金云; 黄淋
Original assignee: Guangxi Normal University for Nationalities
Current assignee: Guangxi Normal University for Nationalities
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2017-03-08

Abstract

本发明提供一种甲硝唑的检测方法，属于甲硝唑的检测技术领域。本发明是将氨基功能化MCM‑41采用滴涂到玻碳电极的方式制备成氨基功能化MCM‑41修饰电极，利用三电极系统,采用方波伏安法检测甲硝唑。结果表明，氨基功能化MCM‑41修饰电极差分脉冲伏安法检测不同浓度甲硝唑，峰电流随甲硝唑溶液浓度的增加而不断增大，甲硝唑的峰电流与甲硝唑浓度呈现良好的线性关系，相关系数为0.9974，该方法检测限为1.7×10^‑7mol/L，且通过对比试验可知甲硝唑在氨基功能化MCM‑41修饰电极上的峰电流明显大于MCM‑41修饰电极和裸玻碳电极。本发明的测定方法具有灵敏度高、操作简便、快捷、仪器价廉，易于实现自动化的优点。

Description

一种甲硝唑的检测方法

【技术领域】

2、本发明涉及甲硝唑的检测技术领域，具体涉及一种利用氨基功能化MCM-41修饰电极检测甲硝唑的检测方法。

3、

4、【背景技术】

5、甲硝唑(Metronidazole，MET)，又名灭滴灵、灭滴唑，全名为甲硝基羟乙唑，化学名为2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇，分子式为C6H9N3O3，是甲硝基咪唑类化合物，结构式如下：

6、

7、甲硝唑为白色或微黄色结晶或结晶性粉末；有微臭，味苦而略咸，是不带电荷的小分子化合物，可通过扩散进入微生物体内。分子中的硝基在无氧条件下还原为氨基，生成有生物活性的高细胞毒中间体，该中间体能与细菌DNA作用，阻断细菌DNA转录和复制，故甲硝唑具有抗厌氧菌的作用。常用来治疗原虫疾病包括滴虫和鞭毛虫病引起的皮肤感染性疾病、妇科疾病如细菌阴道病、口腔疾病等。但临床存在口服后胃肠道反应得，副作用大；可引起早孕妇女胚胎发育畸形；用药疗程较长；病人用药依从性差等缺点。如何控制用药及进行产品质量进行控制，对甲硝唑的检测就变得尤为重要。已报道的甲硝唑检测方法包括气相色谱法、薄层扫描法、高效液相色谱(HPLC)、导数光谱法、荧光和分光光度法。这些方法可应用于各种样品中甲硝唑含量检测，但他们一般都是费时或者比较复杂。因此，仍然需要改进、研究检测甲硝唑的新方法，以提高选择性和灵敏度。

8、甲硝唑含有的硝基官能团是电化学活性的还原中心，本发明利用甲硝唑在氨基功能化MCM-41修饰电极上电化学还原进行分析检测。如DNA修饰玻碳电极(GCE)电极、活化GCE、MWNT/GCE、碳纤维微电极、SWCNTs/GCE、金电极结合连续脉冲技术、悬汞电极(HMDE)和分子印迹聚合物碳糊电极和石墨烯-离子液体复合材料修饰电极。目前，基于氨基功能化MCM-41修饰电极检测甲硝唑的方法尚未见报道。

9、【发明内容】

10、本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种甲硝唑的检测方法，是通过研究甲硝唑在氨基功能化MCM-41修饰电极上的伏安行为，建立了一种氨基功能化MCM-41修饰电极电化学检测甲硝唑的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能对溶液中甲硝唑高灵敏识别。

11、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

12、一种甲硝唑的检测方法，包括以下步骤：

13、(1)修饰电极制备：将氨基功能化MCM-41用壳聚糖溶液或者Nafion溶液超声分散得分散液；取分散液采用滴涂法滴涂到玻碳电极上制备成氨基功能化MCM-41修饰电极，干燥后备用；

14、(2)建立线性关系：配制不同浓度梯度的甲硝唑标准液；向电解池中加入磷酸盐缓冲溶液作为电解液，以氨基功能化MCM-41修饰电极为工作电极、甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极构成三电极系统；向电解液中加入甲硝唑标准液，用差分脉冲伏安法分别检测各不同浓度的甲硝唑标准液，从差分脉冲伏安图得出甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的线性关系；

15、(3)检测：在磷酸盐缓冲溶液中，加入甲硝唑待测溶液，用差分脉冲伏安法检测该甲硝唑待测溶液的峰电流，根据步骤(2)所得线性关系，确定甲硝唑待测溶液中甲硝唑的含量。

16、优选地，所述氨基功能化MCM-41是通过以下方法制得的：取适量MCM-41在130℃下活化2-2.5h，准确称取活化后MCM-41 0.2002g于80mL烧瓶中，加入40-50mL无水乙醇，控制温度为58-62℃，搅拌逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷2mL，在1000-1400rpm转速下搅拌回流5-7h，然后冷却至室温后用离心机离心，离心所得固体用重蒸水洗涤至滤液呈中性，将清洗后的固体在75-85℃下真空干燥5-6h，即得到功能化的MCM-41固体；上述所用MCM-41、无水乙醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量可以根据需要成相同比例增加或减少。即MCM-41用量若翻倍为0.4004g，则无水乙醇用量为80-100ml，3-氨丙基三乙氧基硅烷为4ml。

17、优选地，所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.05％，1mg氨基功能化MCM-41所需壳聚糖溶液或Nafion溶液的量为1mL。

18、优选地，所述步骤(2)和(3)中所用的磷酸盐缓冲溶液的摩尔浓度为0.2-0.25mol/L，pH值为9.0-9.5。

19、优选地，所述的步骤2)中，三电极系统的初始电位为-1.3V，终止电位为0，增幅为0.01V；向电解液中加入甲硝唑标准溶液后，先搅拌电解液15秒，再静置10秒，然后再进行检测。

20、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

21、本发明采用氨基功能化MCM-41修饰电极通过电化学的方法来检测甲硝唑，甲硝唑在氨基功能化MCM-41修饰电极上的峰电流明显大于MCM-41修饰电极和裸玻碳电极；氨基功能化MCM-41修饰电极差分脉冲伏安法检测不同浓度甲硝唑，峰电流随甲硝唑溶液浓度的增加而不断增大，且甲硝唑的峰电流与甲硝唑浓度呈现良好的线性关系，相关系数为0.9974，该方法的检测限为1.7×10-7mol/L，采用本发明的测定方法具有灵敏度高、操作简便、快捷、仪器价廉，易于实现自动化的优点。

22、采用本发明的方法制备的氨基功能化MCM-41，制备方法简单，产率高，将氨基功能化MCM-41制成修饰电极后作为工作电极，甲硝唑的还原峰峰电流明显增强，灵敏度更高。

23、

24、【附图说明】

25、图1MCM-41及氨基功能化MCM-41的FTIR图，其中1代表MCM-41，2代表氨基功能化MCM-41；

26、图2不同浓度甲硝唑溶液在氨基功能化MCM-41修饰电极上的DPV图，其中1-9分别代表浓度为5×10-7，1×10-6，2×10-6，5×10-6，1×10-5，2×10-5，3×10-5，4×10-5，5×10-5mol/L；

27、图3甲硝唑在修饰电极上的方波伏安图；其中1代表裸玻碳电极，2代表MCM-41修饰电极；3代表氨基功能化MCM-41修饰电极。

28、图4甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的标准曲线。

29、

30、【具体实施方式】

31、为了更清楚地表达本发明，以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。

32、氨基功能化MCM-41的制备

33、1.1制备：取适量MCM-41在130℃下活化2h，准确称取活化后MCM-41 0.2002g于80mL烧瓶中，加入50mL无水乙醇，控制温度为60℃，搅拌逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷2mL，在1000-1400rpm转速下搅拌回流6h，然后冷却至室温后用离心机离心，离心所得固体用重蒸水洗涤至滤液呈中性，将清洗后的固体在80℃下真空干燥6h，即得到氨基功能化的MCM-41固体。

34、1.2氨基功能化MCM-41产品的确认

35、采用PE spectrum 65型傅立叶变换红外光谱仪对合成的MCM-41材料和氨基功能化MCM-41材料进行表征，见图1所示，波数范围为4000～450cm-1。其中1代表为MCM-41；2代表氨基功能化MCM-41；从图中可以看到，800cm-1以及960cm-1处为硅氧键伸缩振动，1050cm-1处峰为Si-O-Si不规则伸缩振动峰，1450cm-1～1700cm-1为吸附水分子的变形振动，与此可以看出，功能化的MCM-41保留了原有的MCM-41的结构，与原本的MCM-41相比，功能化的MCM-41在1230cm-1及2920cm-1处产生新的峰，分别为C-N的伸缩振动峰，和-CH2不规则伸缩振动峰，说明，氨基已经成功的连接到MCM-41介孔材料上。

36、(二)修饰电极的制备

37、2.1将1mg氨基功能化MCM-41用1mL 0.05％壳聚糖溶液或者Nafion溶液超声分散均匀得分散液；取5μL分散液采用滴涂法滴涂到直径为3mm的玻碳电极表面制备成氨基功能化MCM-41修饰电极，干燥后备用，干燥的方式采用真空干燥。

38、2.2取1mgMCM-41材料，按照2.1相同的步骤进行处理，得MCM-41修饰电极。

39、电化学方法建立线性关系

40、3.1配制不同浓度梯度的甲硝唑标准液，具体浓度为5×10-7，1×10-6，2×10-6，5×10-6，1×10-5，2×10-5，3×10-5，4×10-5，5×10-5mol/L；向电解池中加入pH＝9.0、浓度为0.2mol/L PBS磷酸盐缓冲溶液作为电解液，以氨基功能化MCM-41修饰电极为工作电极、甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极构成三电极系统；三电极系统的初始电位为-1.0V，终止电位为-0.4，增幅为0.01V；向电解液中加入甲硝唑标准溶液，先搅拌电解液15秒，再静置10秒，然后用差分脉冲伏安法分别检测各不同浓度的甲硝唑标准液，不同浓度甲硝唑溶液在氨基功能化MCM-41修饰电极上的DPV图，见图2所示，从差分脉冲伏安图得出甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的线性关系,见图3所示的曲线3，差分脉冲伏安曲线图显示甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度呈现良好的线性关系。

41、3.2以MCM-41修饰电极为工作电极、甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极构成三电极系统；按照3.1相同的方法，得出甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的线性关系，结果如图3所示的曲线2。

42、3.3以裸玻碳电极为工作电极、甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极构成三电极系统；按照3.1相同的方法，得出甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的线性关系，结果如图3所示的曲线1。

43、从图3可以看出，三种工作电极均在-0.8～0.9V之间出现明显的差分脉冲伏安响应峰，这是甲硝唑中的硝基还原为羟胺产生的峰，从图中还可以看出，甲硝唑在三种工作电极上的还原峰峰电流有不同程度的变化，采用氨基功能化MCM-41修饰电极作工作电极，对甲硝唑的还原起到明显的促进作用，相比MCM-41修饰电极、裸玻碳电极作工作电极，还原峰峰电流明显增强，测试的灵敏度更高。采用氨基功能化MCM-41修饰电极，从甲硝唑的峰电流与甲硝唑浓度之间的线性关系，测得相关系数为0.9974，通过11次空白值及公式LOD＝3S/K计算检出限为1.7×10-7mol/L，K为标准曲线的斜率；得出甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的标准曲线如图4所示。

44、检测

45、在pH＝9.0、浓度为0.2mol/L磷酸盐缓冲溶液中，加入甲硝唑待测溶液，用差分脉冲伏安法检测该甲硝唑待测溶液的峰电流，根据所得标准曲线，确定甲硝唑待测溶液中甲硝唑的含量。

46、上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims

1.一种甲硝唑的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)修饰电极制备：将氨基功能化MCM-41用壳聚糖溶液或者Nafion溶液超声分散得分散液；取分散液采用滴涂法滴涂到电极材料上制备成氨基功能化MCM-41修饰电极，干燥后备用；

(2)建立线性关系：配制不同浓度梯度的甲硝唑标准液；向电解池中加入磷酸盐缓冲溶液作为电解液，以氨基功能化MCM-41修饰电极为工作电极、甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极构成三电极系统；向电解液中加入甲硝唑标准液，用差分脉冲伏安法分别检测各不同浓度的甲硝唑标准液，从差分脉冲伏安图得出甲硝唑峰电流与甲硝唑浓度之间的线性关系；

(3)检测：在磷酸盐缓冲溶液中，加入甲硝唑待测溶液，用差分脉冲伏安法检测该甲硝唑待测溶液的峰电流，根据步骤(2)所得线性关系，确定甲硝唑待测溶液中甲硝唑的含量。

2.根据权利要求1所述的一种甲硝唑的检测方法，其特征在于所述氨基功能化MCM-41是通过以下方法制得的：取适量MCM-41在130℃下活化2-2.5h，准确称取活化后MCM-410.2002g于80mL烧瓶中，加入40-50mL无水乙醇，控制温度为58-62℃，搅拌逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷2mL，在1000-1400rpm转速下搅拌回流5-7h，然后冷却至室温后用离心机离心，离心所得固体用重蒸水洗涤至滤液呈中性，将清洗后的固体在75-85℃下真空干燥5-6h，即得到功能化的MCM-41固体；上述所用MCM-41、无水乙醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量可以根据需要成相同比例增加或减少。

3.根据权利要求1所述的一种甲硝唑的检测方法，其特征在于：所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.05％，1mg氨基功能化MCM-41所需壳聚糖溶液或Nafion溶液的量为1mL。

4.根据权利要求1所述的一种甲硝唑的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)和(3)中所用的磷酸盐缓冲溶液的摩尔浓度为0.2-0.25mol/L，pH值为9.0-9.5。

5.根据权利要求1所述的一种甲硝唑的检测方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，差分脉冲伏安法设置的初始电位为-1.0V，终止电位为-0.4，增幅为0.01V；向电解液中加入甲硝唑标准溶液后，先搅拌电解液15秒，再静置10秒，然后再进行检测。

6.根据权利要求1所述的一种甲硝唑的检测方法，其特征在于：所述电极材料选用玻碳电极。