CN115524383A - 一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器及其检测方法。所述的电化学传感器由高导电超导炭黑Super P Li和锌基金属有机骨架材料ZIF‑8制备的Super P Li/ZIF‑8纳米复合材料修饰玻碳电极GCE表面构成。将Super P Li均匀分散于DMF溶液中，随后将等量的ZIF‑8加入到上述溶液中，并通过超声分散得到均匀的混合悬浊液。最后，将5μL的上述均匀悬浊液滴涂到玻碳电极表面，在红外灯下干燥，制得Super P Li/ZIF‑8纳米复合材料修饰的工作电极。该方法制备的传感器成本低、速度快、灵敏度高，而且便于携带，易于实现户外现场检测。基于Super P Li和ZIF‑8产生的协同增效效应，Super P Li/ZIF‑8/GCE传感器灵敏度高，检测限可达到10.8nM，具有优异的多菌灵传感检测性能。
Description
技术领域
本发明属于电化学传感器领域，涉及一种可用于多菌灵高灵敏检测的电化学传感器及其检测方法。
背景技术
在现代农业生产中，农药对于预防病虫害和确保粮食供应具有极其重要的意义。作为一种广谱性杀菌剂，多菌灵被用来控制水果、蔬菜、农作物中一系列的真菌性病害，如霉菌、斑点、霉变、腐烂和枯萎病等。然而，由于多菌灵的不易降解和不规范使用，使得其残留物对农田土壤和水生态系统造成了严重的危害，而且会通过食物链损害人体健康。因此，为了保护人类健康，控制环境污染，开发一种简易、高效且低成本的多菌灵检测技术显得尤为迫切。
目前已有多种分析方法应用于多菌灵的检测，比如液相色谱法、毛细管电泳法和分光光度法等。这些方法在食品和环保领域发挥着重要的作用，但也存在诸多缺点，如样品提取步骤复杂，分析时间长，设备成本高，专业操作性强等。相比于上述分析方法，电化学传感器因具有省时、成本低、灵敏度高和可在线检测等优点，已经引起越来越多研究者的关注。高性能电化学传感器的构建为多菌灵的快速、精准以及稳定检测提供了一个新的思路。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器。本方法制备的电化学传感器，能有效地克服传统检测方法分析周期长、不便于携带、维护成本高等缺点，具有成本低、速度快、灵敏度高，而且便于携带，易于实现户外现场检测等优点。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器，包括以下制备步骤：
(1)Super P Li纳米颗粒和ZIF-8混合液的制备：将Super P Li添加到DMF溶液中，经超声分散后得到均匀的Super P Li悬浊液。随后，将等量的ZIF-8加入到上述溶液中，再次超声混合均匀，得到Super P Li/ZIF-8混合液。
(2)Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极的制备：将5μL的上述均匀Super P Li/ZIF-8混合液滴涂到GCE表面，在红外灯下干燥，制得Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极。
(3)高灵敏检测多菌灵的电化学传感器的制备：将上述Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极、辅助电极铂丝电极以及参比电极饱和甘汞电极放入三电极玻璃电解池中，形成多菌灵检测用电化学传感器。
进一步的，所述步骤(1)中超声分散时间为60-200mins，超声功率为180W。
进一步的，所述步骤(2)中红外灯干燥时间为5-10mins。
进一步的，所述步骤(2)中为了构建目标电极，通过湿法砂磨对玻碳电极表面进行预处理。通过超声清洁抛光玻碳电极表面，可以获得干净无杂质的电极表面。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用Super P Li/ZIF-8纳米复合材料作为传感工作电极增敏剂，克服了常规工作电极导电能力不强，吸附能力较弱的缺点。
(2)本发明采用的Super P Li具有支链状形态，容易形成高效导电网络，能增强电荷输运效率。金属有机骨架材料ZIF-8具有较大的比表面积，能增强复合材料对多菌灵分子的富集能力。Super P Li/ZIF-8纳米复合材料能够充分利用上述两种材料的优点，表现出协同增效效应。
(3)本发明基于Super P Li/ZIF-8纳米复合材料制备的传感器在检测多菌灵方面具有简单、实用、成本低、速度快、高效、灵敏度高、便于携带现场检测的优点。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Super P Li/ZIF-8/GCE传感器和未修饰传感器检测多菌灵的CV曲线；
图2为本发明实施例1制备的Super P Li/ZIF-8/GCE传感器和未修饰传感器检测多菌灵的DPV曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器，包括以下步骤：
(1)Super P Li纳米颗粒和ZIF-8混合液的制备：将10mg的Super P Li添加到20mL的DMF溶液中，经超声分散60mins后得到均匀的Super P Li悬浊液。随后，将10mg的ZIF-8加入到上述溶液中，再次超声60mins混合均匀，得到Super P Li/ZIF-8混合液。
(2)Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极的制备：将5μL的上述均匀Super P Li/ZIF-8混合液滴涂到GCE表面，在红外灯下干燥5mins，制得Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极。
(3)高灵敏检测多菌灵的电化学传感器的制备：将上述Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极、辅助电极铂丝电极以及参比电极饱和甘汞电极放入三电极玻璃电解池中，形成多菌灵检测用电化学传感器，检测限可达到10.8nM，具有优异的多菌灵传感检测性能。
本实施例制备的Super P Li/ZIF-8/GCE传感器和未修饰传感器检测多菌灵的CV曲线见图1；制备的Super P Li/ZIF-8/GCE传感器检测多菌灵的DPV曲线见图2。
由图1可知，未经修饰的GCE显示较差的峰值电流响应，这表明电子转移缓慢。相比之下，Super P Li/ZIF-8/GCE传感器与未经修饰的GCE传感器相比显示出更高的电流响应，这与Super P Li与ZIF-8之间的良好协同效应有很大关系。Super P Li具有支链状形态，容易形成高效导电网络，能增强电荷输运效率。金属有机骨架材料ZIF-8具有较大的比表面积，增强复合材料富集多菌灵分子的能力。Super P Li/ZIF-8纳米复合材料能够充分利用上述两种材料的优点，表现优异的多菌灵检测性能。
在图2中，多菌灵的浓度范围为0.2-10μM。随着CBZ浓度的增加，阳极峰值电流呈正趋势。多菌灵浓度与峰值电流之间获得了良好的线性关系。经计算检测限可达到10.8nM。这种优异的检测性能是Super P Li与ZIF-8协同作用的结果。Super P Li具有支链状形态，容易形成高效导电网络，能增强电荷输运效率。金属有机骨架材料ZIF-8具有较大的比表面积，增强复合材料富集多菌灵分子的能力。Super P Li/ZIF-8纳米复合材料能够充分利用上述两种材料的优点，表现优异的多菌灵检测性能。
实施例2
一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器，包括以下步骤：
(1)Super P Li纳米颗粒和ZIF-8混合液的制备：将15mg的Super P Li添加到30mL的DMF溶液中，经超声分散90mins后得到均匀的Super P Li悬浊液。随后，将15mg的ZIF-8加入到上述溶液中，再次超声90mins混合均匀，得到Super P Li/ZIF-8混合液。
(2)Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极的制备：将5μL的上述均匀Super P Li/ZIF-8混合液滴涂到GCE表面，在红外灯下干燥6mins，制得Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极。
(3)高灵敏检测多菌灵的电化学传感器的制备：将上述Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极、辅助电极铂丝电极以及参比电极饱和甘汞电极放入三电极玻璃电解池中，形成多菌灵检测用电化学传感器。
对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理的实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。
Claims (4)
1.一种多菌灵高灵敏检测的电化学传感器，其特征在于，包括以下步骤：
(1)Super P Li纳米颗粒和ZIF-8混合液的制备：将Super P Li添加到DMF溶液中，经超声分散后得到均匀的Super P Li悬浊液。随后，将等量的ZIF-8加入到上述溶液中，再次超声混合均匀，得到Super P Li/ZIF-8混合液。
(2)Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极的制备：将5μL的上述均匀Super P Li/ZIF-8混合液滴涂到GCE表面，在红外灯下干燥，制得Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极。
(3)高灵敏检测多菌灵的电化学传感器的制备：将上述Super P Li/ZIF-8/GCE工作电极、辅助电极铂丝电极以及参比电极饱和甘汞电极放入三电极玻璃电解池中，形成多菌灵高灵敏检测用电化学传感器。
2.根据权利要求1所述的一种多菌灵高灵敏度检测的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中超声分散时间为60-200mins，超声功率为180W。
3.根据权利要求1所述的一种多菌灵高灵敏度检测的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中红外灯干燥时间为5-10mins。
4.根据权利要求1所述的一种多菌灵高灵敏度检测的电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中为了构建目标电极，通过湿法砂磨对玻碳电极表面进行预处理。通过超声清洁抛光玻碳电极表面，可以获得干净无杂质的电极表面。
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