阅读说明：本技术 一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器 (Electrochemical nano enzyme sensor for detecting 5-nitroguaiacol sodium ) 是由 段学民 卢欣宇 文阳平 徐景坤 周卫强 蔡悦 胥荃 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器,属于电化学传感器技术领域,该传感器以饱和甘汞电极作为参比电极,铂片电极为对电极,复合电极为工作电极,组成三电极体系,采用醋酸盐缓冲溶液作为电解质溶液,利用差分脉冲伏安法检测待测溶液中5-硝基愈创酚钠的含量；所述复合电极为二硫化钼(MoS<Sub>2</Sub>)和羧基化多壁碳纳米管(COOH-MWCNT)修饰的复合电极。该传感器不仅能够成功检测5-硝基愈创酚钠,而且还具有灵敏度高、选择性强、稳定性好、具有酶的特性等特点。(The invention discloses an electrochemical nano enzyme sensor for detecting 5-nitroguaiacol sodium, which belongs to the technical field of electrochemical sensorsDetecting the content of the 5-nitroguaiacol sodium in the solution to be detected by an ampere method; the composite electrode is molybdenum disulfide (MoS) 2 ) And a carboxylated multi-walled carbon nanotube (COOH-MWCNT). The sensor not only can successfully detect the 5-nitroguaiacol sodium, but also has the characteristics of high sensitivity, strong selectivity, good stability, enzyme property and the like.)

一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器

技术领域

本发明属于电化学传感器技术领域，具体涉及一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器。

背景技术

复硝酚钠是一种植物生长调节剂，可以促进伤口愈合并加速植物生长，其化学组成成分为5-硝基愈创酚钠(称为2-甲氧基-5-硝基苯酚钠)，邻硝基苯酚钠和对硝基苯酚钠，在这三种成分中，5-硝基愈创酚钠是复硝酚钠中最关键的一种成分，其调节能力最好，但是，过量的使用可能会有致畸致癌的风险。到目前为止，对5-硝基愈创酚钠的检测有高效液相色谱和电化学工作站联用技术、高效液相色谱-常压化学电离-质谱联用技术、高效液相色谱，但是这些技术费时，运行技术高，设备昂贵，样品制备复杂，不适合广泛使用。

酶在生物催化剂中起着重要作用，但是，在某些严重的条件下，例如不适当的pH值或温度，酶的活性易于破坏。随着技术的发展，纳米酶已成为传感器领域的一个亮点，它具有酶的活性并满足酶的动力学方程，克服了对催化条件的苛刻要求。另外，纳米酶易于制备且具有强大的耐用性。近来，诸如碳材料，金属纳米颗粒，金属氧化物纳米颗粒等的新一代材料已经显示出纳米酶的活性。这些材料已用于传感(如离子，分子，消除细胞的检测)，治疗和环境工程。

传感器具有省时、灵敏度高、快速、简便、高效的优点，目前传感器已经广泛应用于光学、生物、临床、食品、农药类等方面的检测，目前对5-硝基愈创酚钠的电化学检测研究报道很少，国内任建敏等(任健敏，陈丽仪.5-硝基愈创木酚在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为及其测定[J].《分析测试学报》2010.)利用多壁碳纳米管修饰电极在柠檬酸钠溶液中对5-硝基愈创酚钠进行电化学检测，线性范围为5×10^-5-5×10^-4mol L^-1，检测限为8.6×10^-7mol L^-1，该方法得到的线性范围窄，灵敏度低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器，实现对5-硝基愈创酚钠的电化学检测，简洁、高效、低廉、快速、选择性好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器，以饱和甘汞电极作为参比电极，铂片电极为对电极，复合电极为工作电极，组成三电极体系，采用醋酸盐缓冲溶液作为电解质溶液，利用差分脉冲伏安法检测待测溶液中5-硝基愈创酚钠的含量；所述复合电极为二硫化钼(MoS₂)和羧基化多壁碳纳米管(COOH-MWCNT)修饰的复合电极。

优选的，所述醋酸盐缓冲溶液的浓度为0.1M，pH为4，电压窗口为0.5-1.0V。

优选的，所述复合电极的制备方法如下：

(1)称取单层二硫化钼粉末，用去离子水配制，超声30min，得到1mg/mL的二硫化钼分散液；

(2)称取羧基化多壁碳纳米管，用0.5％的全氟磺酸配制，超声30min得到1mg/mL的羧基化多壁碳纳米管分散液；

(3)将得到的二硫化钼分散液和羧基化多壁碳纳米管分散液以体积比1∶1的体积混合，超声1h得到复合材料MoS₂-COOH-MWCNT；

(4)将玻碳电极打磨干净，取10μL上述复合材料滴在玻碳电极上，在60℃烘干，得到复合电极MoS₂-COOH-MWCNT。

本发明的有益技术效果为：本发明所建立的5-硝基愈创酚钠电化学纳米酶传感器的制备方法，其制备成本低廉、工艺简单、操作简易，不仅能够成功检测5-硝基愈创酚钠，而且还具有灵敏度高(检测下限低可达0.03μmol/L)、选择性强、稳定性好、具有酶的特性等特点，所制备的复合电极可用于鸡饲料和西红柿当中5-硝基愈创酚钠含量的测定。

附图说明

图1为制备的MoS₂-COOH-MWCNT复合材料的电镜图；

图2为制备的MoS₂-COOH-MWCNT/GCE在20μmol/L 5-硝基愈创酚钠的醋酸盐缓冲溶液中的差分脉冲伏安图；

图3为制备的复合电极在不同浓度的5-硝基愈创酚钠的醋酸盐缓冲溶液中的差分脉冲伏安图；

图4为制备的复合电极在不同浓度的5-硝基愈创酚钠的醋酸盐缓冲溶液中的电流与浓度的关系图；

图5为制备的复合电极在不同浓度的5-硝基愈创酚钠的醋酸盐缓冲溶液中的电流倒数与浓度倒数的线性关系图；

图6为硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器的稳定性图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器，以饱和甘汞电极作为参比电极，铂片电极为对电极，复合电极为工作电极，组成三电极体系，采用醋酸盐缓冲溶液作为电解质溶液，利用差分脉冲伏安法检测待测溶液中5-硝基愈创酚钠的含量；所述复合电极为二硫化钼(MoS₂)和羧基化多壁碳纳米管(COOH-MWCNT)修饰的复合电极。

所述醋酸盐缓冲溶液的浓度为0.1M，pH为4，电压窗口为0.5-1.0V。

所述复合电极的制备方法如下：

(1)称取单层二硫化钼粉末，用去离子水配制，超声30min，得到1mg/mL的二硫化钼分散液；

(2)称取羧基化多壁碳纳米管，用0.5％的全氟磺酸配制，超声30min得到1mg/mL的羧基化多壁碳纳米管分散液；

(3)将得到的二硫化钼分散液和羧基化多壁碳纳米管分散液以体积比1∶1的体积混合，超声1h得到复合材料MoS₂-COOH-MWCNT；

(4)将玻碳电极打磨干净，取10μL上述复合材料滴在玻碳电极上，在60℃烘干，得到复合电极MoS₂-COOH-MWCNT。

将实施例1所得的MoS₂-COOH-MWCNT复合材料进行外观表征，MoS₂-COOH-MWCNT复合材料的形貌如图1电镜图所示，COOH-MWCNT在全氟磺酸溶液中很好地分散，得到均匀的分散液，MoS₂呈现片状结构，该复合材料将两种材料的形貌都展现出来。

将实施例1所得的5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器进行性能检测：

5-硝基愈创酚钠的电化学行为：5-硝基愈创酚钠的电化学行为图如图2所示：在含有20μmol/L的5-硝基愈创酚钠的0.1mol/L的醋酸盐缓冲溶液，在0.8V附近有一个峰，复合电极在0.73V附近有峰，且峰电流是裸电极的6.5倍左右，表明该复合电极对5-硝基愈创酚钠具有良好的电催化效应。

5-硝基愈创酚钠的电化学响应：在0.1mol/L的醋酸盐缓冲溶液中依次逐渐加入不同浓度的5-硝基愈创酚钠，结合图3和图4可以看出，在浓度为0.09-70μmol/L之间，电流逐渐增大，在70μmol/L时电流几乎达到饱和，不再变化，这一特性和酶的特性有类似，根据这一特性，进一步研究电流倒数和浓度倒数的关系，发现电流倒数和浓度倒数呈现良好的线性关系，如图5所示，利用酶的米氏方程可以推算出米氏常数为16.02mM，这一特性表明该复合材料具有相对高的亲和性。此外，检测5-硝基愈创酚钠的线性为0.09-70μmol/L，其检测限为0.03μmol/L。

5-硝基愈创酚钠检测的重复性：在0.1mol/L的醋酸盐缓冲溶液中加入20μmol/L的5-硝基愈创酚钠，用六根不同的复合电极在该缓冲溶液中进行检测，如图6所示，得到的电流相对标准偏差RSD值为0.4839％，说明该复合电极的重复性好。

综上所述，本发明的检测5-硝基愈创酚钠的电化学纳米酶传感器，具有重复性好、线性范围宽、检测限低、纳米酶的亲和力高的特点，除此之外表明该传感器是一个纳米酶传感器，这为以后其他领域的应用提供了基础。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。