CN113252750B - 可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极 - Google Patents
可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113252750B CN113252750B CN202110525328.5A CN202110525328A CN113252750B CN 113252750 B CN113252750 B CN 113252750B CN 202110525328 A CN202110525328 A CN 202110525328A CN 113252750 B CN113252750 B CN 113252750B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon cloth
- zinc oxide
- solution
- modified electrode
- hemoglobin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 196
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 118
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 118
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 98
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 title claims abstract description 37
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 title claims abstract description 35
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 77
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 54
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 18
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 16
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000970 chrono-amperometry Methods 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 7
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 7
- 238000001903 differential pulse voltammetry Methods 0.000 description 5
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 5
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 206010073508 Drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms Diseases 0.000 description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 3
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 3
- 238000001318 differential pulse voltammogram Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RXZBMPWDPOLZGW-XMRMVWPWSA-N (E)-roxithromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=N/OCOCCOC)/[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 RXZBMPWDPOLZGW-XMRMVWPWSA-N 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 206010014950 Eosinophilia Diseases 0.000 description 2
- 108091006905 Human Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 102000008100 Human Serum Albumin Human genes 0.000 description 2
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 2
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 2
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 2
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 2
- 229960002626 clarithromycin Drugs 0.000 description 2
- AGOYDEPGAOXOCK-KCBOHYOISA-N clarithromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@](C)([C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)OC)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 AGOYDEPGAOXOCK-KCBOHYOISA-N 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 2
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 2
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 2
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 229960005224 roxithromycin Drugs 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 1
- 208000010201 Exanthema Diseases 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 206010042566 Superinfection Diseases 0.000 description 1
- 102000003929 Transaminases Human genes 0.000 description 1
- 108090000340 Transaminases Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 208000009743 drug hypersensitivity syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 201000005884 exanthem Diseases 0.000 description 1
- 230000002489 hematologic effect Effects 0.000 description 1
- 208000006454 hepatitis Diseases 0.000 description 1
- 231100000283 hepatitis Toxicity 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
- G01N27/3277—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a redox reaction, e.g. detection by cyclic voltammetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/48—Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开一种可用于同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，依次按照如下步骤进行：首先采用水热法在碳布柔性基底上生长氧化锌纳米绒球，然后采用电沉积法将纳米金电沉积到氧化锌纳米绒球表面。本发明可应用于红霉素和血红蛋白的同时检测，对红霉素和血红蛋白的检测范围分别为1.0×10‑6~1.0×10‑1 mg/L和1.0×10‑7~1.0×10‑1 mg/L，检测限分别为3.38×10‑7 mg/L（S/N=3）和2.07×10‑8 mg/L（S/N=3），具有检测速度快，灵敏度高等优点。
Description
技术领域
本发明公开一种以碳布为基底的柔性电化学传感器，尤其是一种可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极。
背景技术
抗生素过多可以导致人体产生耐药性、二重感染、神经系统损害，甚至会出现药物超敏反应综合征。药物超敏反应综合征又称为嗜酸性粒细胞增多症和全身症状的药物反应，其与病毒反应有关，常见的临床表现为广泛的粘膜皮疹、急性发热、淋巴结肿大、肝炎、血液学异常伴嗜酸粒细胞增多，可能还会伴随着其它器官的功能变化。同时根据临床检测分析，药物超敏反应综合征会表现为抗生素过多并伴随血红蛋白与肝转氨酶的减少，因此，同时检测血红蛋白和抗生素对于诊断药物超敏反应综合征尤为重要。
柔性电化学传感器是由柔性工作电极、参比电极及对电极构成的三电极体系，是一种利用电化学信号变化对被测样品进行检测的装置，具有灵敏度高、制备简便、成本低、易于微型化、适合现场检测等特点，是迄今为止最为成熟的生物传感技术之一。虽然目前已有用于检测红霉素及血红蛋白的电化学传感器，但只能单独对红霉素或血红蛋白进行检测，并没有可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的相关报道。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极。
本发明的技术解决方案是：一种可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，其特征在于依次按照如下步骤制成：
a. 将裁好的碳布依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10 min，然后将清洗好的碳布在60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min，然后在95 ℃干燥30 min，重复两次；再将碳布移入含有溶液B的反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将碳布取出，用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积的Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，在60 ℃下水热2 h，所述NaOH的无水乙醇溶液与Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇的摩尔浓度比为1:1~2；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将NaOH水溶液逐滴加入到等体积的Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min，所述NaOH水溶液与Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液的摩尔浓度比为1：0.02~0.05；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.1~0.05%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极。
本发明的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，可应用于电化学传感器，实现对红霉素和血红蛋白的同时检测，对红霉素和血红蛋白的检测范围分别为1.0×10-6~1.0×10-1 mg/L和1.0×10-7~1.0×10-1 mg/L，检测限分别为3.38×10-7 mg/L（S/N=3）和2.07×10-8 mg/L（S/ N=3），具有检测速度快，灵敏度高等优点。
附图说明
图1 是本发明实施例1的不同修饰阶段电极在电解质溶液中的循环伏安图和EIS曲线。
图2是本发明实施例1不同修饰阶段电极的表面形貌的扫描电镜图。
图3是本发明实施例1的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的选择性实验结果图。
图4是本发明实施例1的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极分别检测红霉素和血红蛋白的微分脉冲伏安曲线以及同时检测红霉素和血红蛋白的微分脉冲伏安曲线图。
图5是本发明实施例1的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极修饰电极通过微分脉冲伏安法同时检测红霉素和血红蛋白的工作曲线。
具体实施方式
本发明的可用于同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，依次按照如下步骤制成：
a. 将裁好的碳布（1 cm×2 cm）依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10min，然后将清洗好的碳布放入电热鼓风干燥箱中，60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，之后再将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，即重复浸泡及干燥两次；再将碳布移入含有溶液B的聚四氟乙烯内衬反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将反应釜中的碳布取出，并用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极（CC/ZnO修饰电极）；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将含有4mmol/L NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积含有 4 mmol/L Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，再将所得混合液在60 ℃下水热2 h；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将0.75 mol/L NaOH水溶液逐滴加入等体积0.035 mol/L Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min（溶液澄清透明）制备而成；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.1%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极（CC/ZnO/Au修饰电极）。
图1 是本发明实施例1的制备过程中，不同修饰电极在含有0.1 mol/L KCl+5mmol/L [Fe(CN)6]3-/4-（0.1 mol/L pH 7.0 PBS）电解质溶液中的循环伏安图（A）和EIS曲线（B）。
图1A中，曲线1为碳布电极的CV结果，该曲线在0.2 V附近出现一对可逆的[Fe(CN)6]3-/4-探针离子氧化还原峰；曲线2为b步骤所得CC/ZnO修饰电极的CV结果，曲线2的峰电流低于曲线1，表明在碳布表面成功水热合成氧化锌纳米绒球，电子传递速率变小；曲线3为在CC/ZnO修饰电极表面上电沉积纳米金颗粒形成CC/ZnO/Au修饰电极的CV结果，该电极峰电流值远大于曲线1和曲线2的峰电流值，电子传递速率变大，说明在氧化锌纳米绒球修饰纳米金后，电极的导电性大大增强。
图1B为不同修饰阶段的电极在0.1 mol/L KCl+5 mmol/L [Fe(CN)6]3-/4-（0.1mol/L pH= 7.0 PBS）溶液中的EIS的nyquest谱图。曲线1为碳布电极的EIS谱图，谱图显示一个比较大的半圆形区域，说明[Fe(CN)6]3-/4-探针离子在碳布电极表面电子传递电阻较大；在碳布表面修饰了氧化锌纳米粒子之后（曲线2）半圆的直径变大，电子传递速率变小，这可能是因为在碳布表面成功合成了纳米氧化锌颗粒，氧化锌电阻率较高阻碍了电子传输能力，从而电子传输电阻增大了；在碳布/氧化锌修饰电极表面沉积纳米金之后（曲线3），半圆直径较曲线1和曲线2小，表明碳布/氧化锌/纳米金修饰电极R ct变小，电子传递速率变大。这可能是因为在碳布/氧化锌表面修饰纳米金后提高了碳布电极的比表面积，且金纳米粒子具有良好的导电能力，导电性增强。
图2 是利用扫描电镜看到本发明实施例1的不同修饰阶段电极的表面形貌。
图2 A为碳布电极表面形貌，从图2A中可以看出组成碳布的碳纤维整齐排列，且表面光滑。图2 B为碳布/氧化锌修饰电极的表面形貌，与图2 A比较可以发现在碳布电极表面沉积了类似蒲公英状的3D氧化锌纳米绒球，其大大增加了电极的比表面积。图2 C为碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的表面形貌，可以看到纳米金有效的沉积在碳布/氧化锌修饰电极的表面，并且提高了电极的表面积。
为了证明本发明实施例1的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的选择性，实验中分别选择了与红霉素相似的罗红霉素、克拉霉素、氯霉素的小分子干扰物和与血红蛋白相似的人血清白蛋白、牛血清白蛋白、溶菌酶作为大分子蛋白质干扰物，采用微分脉冲伏安法对碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的选择性进行对比评估，结果如图3所示。从图3中可以看出在添加摩尔比为10：1的小分子罗红霉素、克拉霉素和氯霉素后，几乎没有观察到干扰作用；当10倍的干扰物质为人血清白蛋白、牛血清白蛋白和溶菌酶时，峰电流几乎没有改变，大分子蛋白质存在对红霉素和血红蛋白的同时检测没有干扰作用。实验结果表明碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的抗干扰能力较强，对溶液中的红霉素和血红蛋白具有良好的选择性。
图4 是本发明实施例1的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极分别检测血红蛋白和红霉素的微分脉冲伏安曲线（A）、（B）以及同时检测血红蛋白和红霉素的微分脉冲伏安曲线（C）。
图4A为碳布/氧化锌/纳米金修饰电极作为电化学传感器直接检测浓度为10-1、10-2、10-3、0 mg/L的血红蛋白的微分脉冲伏安曲线。该曲线显示血红蛋白的还原峰位置为-0.224 V且随着血红蛋白的浓度增加，碳布/氧化锌/纳米金修饰电极的峰电流逐渐增大。图4B为碳布/氧化锌/纳米金修饰电极作为电化学传感器直接检测浓度为10-1、10-2、10-3、0mg/L的红霉素的微分脉冲伏安曲线。根据微分脉冲伏安曲线可表明红霉素的还原峰位置在0.512 V，随着红霉素的浓度增加，碳布/氧化锌/纳米金的峰电流也逐渐增大。
图4C为碳布/氧化锌/纳米金修饰电极作为电化学传感器同时检测浓度为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、0 mg/L的血红蛋白和红霉素的微分脉冲伏安曲线，如图4C可知随着混合溶液浓度的增加，峰电流的响应也在逐渐增大。分析比较图4A、B、C可知，双物质检测的峰电流位置与单独检测血红蛋白和红霉素的峰电流位置基本一致，且随着混合溶液的浓度增大，碳布/氧化锌/纳米金修饰电极检测两种物质的峰电流也逐渐增大。
图5是本发明实施例1的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极修饰电极通过微分脉冲伏安法同时检测血红蛋白（A）和红霉素（B）的工作曲线。图5A为碳布/氧化锌/纳米金修饰电极检测血红蛋白的工作曲线。由图5A可知，血红蛋白的浓度线性响应范围为1×10-7~1×10-1 mg/L，经计算血红蛋白的线性回归方程为I (μA)= 3.81 logC (mg/L)+ 43.02，相关系数为0.993，检出限为2.07×10-8 mg/L（S/N=3）。图5B为碳布/氧化锌/纳米金修饰电极检测红霉素的工作曲线。如图5B可知，红霉素的浓度线性响应范围为1×10-6~1×10-1 mg/L，经计算线性回归方程为I (μA)= 2.15 logC (mg/L)+ 29.698，相关系数为0.994，检测限为3.38×10-7 mg/L（S/N=3）。
实施例2：
本发明的一种可用于同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，依次按照如下步骤的方法制成：
a. 将裁好的碳布（1 cm×2 cm）依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10min，然后将清洗好的碳布放入电热鼓风干燥箱中，60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，之后再将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，即重复浸泡及干燥两次；再将碳布移入含有溶液B的聚四氟乙烯内衬反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将反应釜中的碳布取出，并用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极（CC/ZnO修饰电极）；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将含有2mmol/L NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积含有 2mmol/L Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，再将所得混合液在60 ℃下水热2 h；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将0.375 mol/L NaOH水溶液逐滴加入等体积0.0175 mol/L Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min（溶液澄清透明）制备而成；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.05%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极（CC/ZnO/Au修饰电极）。
实施例3：
本发明的一种可用于同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，依次按照如下步骤的方法制成：
a. 将裁好的碳布（1 cm×2 cm）依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10min，然后将清洗好的碳布放入电热鼓风干燥箱中，60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，之后再将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，即重复浸泡及干燥两次；再将碳布移入含有溶液B的聚四氟乙烯内衬反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将反应釜中的碳布取出，并用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极（CC/ZnO修饰电极）；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将含有1mmol/L NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积含有 1mmol/L Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，再将所得混合液在60 ℃下水热2 h；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将0.375 mol/L NaOH水溶液逐滴加入等体积0.0175 mol/L Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min（溶液澄清透明）制备而成；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.05%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极（CC/ZnO/Au修饰电极）。
实施例4：
本发明的一种可用于同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，依次按照如下步骤的方法制成：
a. 将裁好的碳布（1 cm×2 cm）依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10min，然后将清洗好的碳布放入电热鼓风干燥箱中，60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，之后再将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，即重复浸泡及干燥两次；再将碳布移入含有溶液B的聚四氟乙烯内衬反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将反应釜中的碳布取出，并用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极（CC/ZnO修饰电极）；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将含有8mmol/L NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积含有 8mmol/L Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，再将所得混合液在60 ℃下水热2 h；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将1.5 mol/L NaOH水溶液逐滴加入等体积0.07 mol/L Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min（溶液澄清透明）制备而成；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.05%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极（CC/ZnO/Au修饰电极）。
实施例5：
本发明的一种可用于同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，依次按照如下步骤的方法制成：
a. 将裁好的碳布（1 cm×2 cm）依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10min，然后将清洗好的碳布放入电热鼓风干燥箱中，60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，之后再将碳布放入溶液A中浸泡30 min后，在电热鼓风干燥箱中95 ℃干燥30 min，即重复浸泡及干燥两次；再将碳布移入含有溶液B的聚四氟乙烯内衬反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将反应釜中的碳布取出，并用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极（CC/ZnO修饰电极）；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将含有4mmol/L NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积含有 8mmol/L Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，再将所得混合液在60 ℃下水热2 h；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将1.5 mol/L NaOH水溶液逐滴加入等体积0.035 mol/L Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min（溶液澄清透明）制备而成；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.05%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极（CC/ZnO/Au修饰电极）。
Claims (1)
1.一种可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极，其特征在于依次按照如下步骤制成：
a. 将裁好的碳布依次用丙酮、超纯水、无水乙醇分别超声清洗10 min，然后将清洗好的碳布在60 ℃下干燥；
b. 将碳布放入溶液A中浸泡30 min，然后在95 ℃干燥30 min，重复两次；再将碳布移入含有溶液B的反应釜中，在95 ℃下水热7 h后将反应釜取出，置于室温下冷却一夜；最后将碳布取出，用水和乙醇交替冲洗3次后在60 ℃下干燥，制得碳布/氧化锌修饰电极；
所述溶液A为氧化锌纳米颗粒胶体溶液，制备过程是在连续搅拌下，将NaOH的无水乙醇溶液逐滴加入到等体积的Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇溶液中，在60 ℃下水热2 h，所述NaOH的无水乙醇溶液与Zn（CH3COO）2·2H2O的无水乙醇的摩尔浓度比为1:1~2；
所述溶液B为氧化锌水热溶液，制备过程是在匀速搅拌下，将NaOH水溶液逐滴加入到等体积的Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液中，并持续搅拌15 min，所述NaOH水溶液与Zn（CH3COO）2·2H2O水溶液的摩尔浓度比为1：0.02~0.05；
c. 将碳布/氧化锌修饰电极置于质量体积比为0.1~0.05%的HAuCl4水溶液中，采用计时电流法，在-0.9V下进行恒电位电沉积200 s，得到碳布/氧化锌/纳米金修饰电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110525328.5A CN113252750B (zh) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | 可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110525328.5A CN113252750B (zh) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | 可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113252750A CN113252750A (zh) | 2021-08-13 |
| CN113252750B true CN113252750B (zh) | 2022-05-10 |
Family
ID=77181833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110525328.5A Expired - Fee Related CN113252750B (zh) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | 可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113252750B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116879368A (zh) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 深圳市深水兆业工程顾问有限公司 | 一种电化学传感器及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103817759A (zh) * | 2014-02-24 | 2014-05-28 | 浙江农林大学 | 一种竹材表面合成纳米ZnO的原位可控生长方法 |
| CN106409534A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-15 | 陕西盛迈石油有限公司 | 水热法制备TiO2和ZnO纳米花光阳极的方法 |
| CN108007992A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-08 | 辽宁师范大学 | 检测血红蛋白的聚离子液体@3d纳米金簇修饰电极的制备方法 |
| CN108439457A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-24 | 陕西科技大学 | 一种水热电泳法制备氧化锌纳米棒/碳布摩擦材料的方法 |
| CN108931564A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-12-04 | 辽宁师范大学 | 用于高灵敏度检测红霉素的3d镍金合金纳米簇印迹修饰电极 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11305262B2 (en) * | 2019-06-11 | 2022-04-19 | Imam Abdulrahman Bin Faisal University | Photocatalyst nanocomposite |
-
2021
- 2021-05-14 CN CN202110525328.5A patent/CN113252750B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103817759A (zh) * | 2014-02-24 | 2014-05-28 | 浙江农林大学 | 一种竹材表面合成纳米ZnO的原位可控生长方法 |
| CN106409534A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-15 | 陕西盛迈石油有限公司 | 水热法制备TiO2和ZnO纳米花光阳极的方法 |
| CN108007992A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-08 | 辽宁师范大学 | 检测血红蛋白的聚离子液体@3d纳米金簇修饰电极的制备方法 |
| CN108439457A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-24 | 陕西科技大学 | 一种水热电泳法制备氧化锌纳米棒/碳布摩擦材料的方法 |
| CN108931564A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-12-04 | 辽宁师范大学 | 用于高灵敏度检测红霉素的3d镍金合金纳米簇印迹修饰电极 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| An amperometric hemoglobin A1c biosensor based on immobilization of fructosyl amino acid oxidase onto zinc oxide nanoparticles–polypyrrole film;Sheetal Chawla 等;《Analytical Biochemistry》;20120818;第430卷;第156-162页 * |
| Gold nanoparticles coated zinc oxide nanorods as the matrix forenhanced l-lactate sensing;Yanguang Zhao 等;《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》;20150107;第126卷;第476-480页 * |
| Qiying Lv 等.Ultrahigh capacitive performance of three-dimensional electrode nanomaterials based on α-MnO2 nanocrystallines induced by doping Au through Å-scale channels.《nano energy》.2016,第21卷第39-50页. * |
| 纳米金／氧化锌-多壁碳纳米管膜修饰电极的制备及其对羟胺的测定;张翠红 等;《安徽师范大学学报》;20110131;第34卷(第1期);第49-54页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113252750A (zh) | 2021-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dakshayini et al. | Role of conducting polymer and metal oxide-based hybrids for applications in ampereometric sensors and biosensors | |
| Xu et al. | Impedance DNA biosensor using electropolymerized polypyrrole/multiwalled carbon nanotubes modified electrode | |
| Du et al. | Immobilization-free direct electrochemical detection for DNA specific sequences based on electrochemically converted gold nanoparticles/graphene composite film | |
| Zaid et al. | PNA biosensor based on reduced graphene oxide/water soluble quantum dots for the detection of Mycobacterium tuberculosis | |
| Liu et al. | Graphene-based electrochemical biosensor for pathogenic virus detection | |
| KR101188172B1 (ko) | 전기화학적 바이오센서 및 그 제조방법 | |
| Cai et al. | Indicator free DNA hybridization detection by impedance measurement based on the DNA‐doped conducting polymer film formed on the carbon nanotube modified electrode | |
| Wang | Nanomaterial-based electrochemical biosensors | |
| Qiu et al. | Synthesis and characterization of ferrocene modified Fe3O4@ Au magnetic nanoparticles and its application | |
| KR102423250B1 (ko) | 효소 기반의 전위차법 글루코스 검출용 센서 및 이의 제조방법 | |
| CN103336043B (zh) | 一种过氧化氢生物传感器的制备方法 | |
| Abd Rashid et al. | A novel disposable biosensor based on SiNWs/AuNPs modified-screen printed electrode for dengue virus DNA oligomer detection | |
| CN105784822B (zh) | 一种基于壳聚糖-石墨烯/金纳米颗粒复合膜的电化学dna传感器的制备及应用的方法 | |
| CN109142477B (zh) | 一种弧菌dna电化学传感器及其制备方法和应用 | |
| Jia et al. | Electrodeposition of hydroxyapatite on nickel foam and further modification with conductive polyaniline for non-enzymatic glucose sensing | |
| CN111060566B (zh) | N掺杂纳米碳球同时检测食品中酪氨酸和色氨酸的方法 | |
| CN113252750B (zh) | 可同时检测红霉素和血红蛋白的碳布/氧化锌/纳米金修饰电极 | |
| John | Polymer nanocomposite-based electrochemical sensors and biosensors | |
| CN104569101A (zh) | 一种dna电化学生物传感器及其制备方法 | |
| CN111562298A (zh) | 一种以亚甲基蓝为指示剂高灵敏检测铅离子的电化学适配体传感器的构建与应用 | |
| CN107941881A (zh) | 基于三维石墨烯修饰电极的肌红蛋白电化学生物传感器制备及其电催化研究 | |
| CN109085222A (zh) | 离子液体功能化石墨烯弧菌dna电化学传感器及其制备方法和应用 | |
| Navamani et al. | Development of nanoprobe for the determination of blood cholesterol | |
| CN113030216B (zh) | 一种检测17 β-雌二醇的电化学传感器及其制备和使用方法 | |
| CN114384135B (zh) | 一种导电纳米材料葡萄糖传感材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220510 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |