本发明涉及化学分析检测
技术领域：
，具体涉及一种环丙沙星检测方法。
背景技术：
：环丙沙星是一种氟喹诺酮类化合抗生素药物，是第三代喹诺酮类抗菌药物，具广谱抗菌活性，杀菌效果好，被广泛应用于畜牧养殖中用以防病治病等。被动物使用后，一般以药物原形或其代谢物形式随粪尿或废水排出，从而造成了对水体、土壤等的污染，破坏了环境生态平衡，最终不可避免地给我们食品安全和人体健康带来了潜在的危害。目前，常用来检测的方法有高效液相色谱法、气相色谱法、核磁共振谱法、免疫学检测法等，但所需的技术和设备较复杂或昂贵，且样品预处理繁琐。因此，发展简单、高效、快捷、廉价的检测技术意义重大。而电化学检测分析法具有灵敏度高、检测限低、设备简单便携、价格低廉等特点，在抗生素的检测领域具备很好的应用前景。现有技术的基底电极通常采用传统固态电极，每次修饰前都要进行多次电极打磨、超声清洗等预处理，过程繁琐，不利于后续的现场实时检测，且有的检测方法采用的是有毒重金属与抗生素相结合来间接检测抗生素，对环境有一定的污染性；有的检测方法中涉及的修饰材料较多，制备步骤多重，且灵敏度不太高等，因此现有电化学检测环丙沙星的方法中存在着制备过程繁琐复杂且不环保、灵敏度不高等局限，亟待技术人员解决。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环丙沙星检测方法。本发明采用的技术方案如下：本发明提供了一种环丙沙星检测方法，包括以下步骤：步骤1：将氧化石墨烯和nafion用异丙醇分散配制成含氧化石墨烯和nafion溶液的混合悬浊液，超声分散至溶液均匀稳定后，取适量滴涂在丝网印刷电极的工作区域，即得修饰丝网印刷电极；步骤2：将所述修饰丝网印刷电极插入含有氯化钾的b-r缓冲溶液中，用电极线分别连接丝网印刷电极中的辅助电极、工作电极和参比电极；步骤3：在所述b-r缓冲溶液中，加入mn2 离子，采用差分脉冲溶出伏安法对含mn2 离子的溶液进行测试，得到含mn2 离子的差分脉冲溶出伏安曲线(即空白曲线)后；再分别加入不同浓度环丙沙星标准溶液，采用差分脉冲溶出伏安法对其测定，得到mn2 离子氧化峰电流随环丙沙星溶液浓度变化的溶出伏安曲线。步骤4：采用标准加入法对牛奶样品中环丙沙星的含量进行分析检测。本发明采用的是价格低廉、一次性使用且高度集成的丝网印刷电极为基底电极，利用氧化石墨烯与nafion进行简单复合后修饰丝网印刷电极，在溶液中加入微量人类生命体必需金属二价锰离子，通过差分脉冲溶出伏安法检测锰离子的氧化峰，根据氧化峰电流越高，环丙沙星浓度越大的原则来实现环丙沙星的检测，大大提高了电化学响应，增强了检测灵敏度，并可与便携式电化学检测仪器联用，实现现场即时检测。本发明采用的基底电极不同于传统固态电极，传统固态电极，如常用的玻碳电极不仅需要打磨等繁琐的预处理，还需要配备单独的参比电极和辅助电极，且本发明中采用的修饰物用于玻碳电极，检测灵敏度低于以丝网印刷电极为基底的修饰电极，不利于后续的现场即时应用。本发明提供的基底电极为丝网印刷电极，价格低廉且可一次性使用，并采用辅助电极、参比电极和工作电极三电极高度集成的构造作为基底电极，无需多重打磨与清洗，预处理过程简单方便，有利于后续的现场实时监测。优选的，在所述步骤1之前还包括用蒸馏水冲洗电极。优选的，所述冲洗的时间为1～5min。通过在检测之前采用蒸馏水冲洗电极可有效去除电极表面的杂质，防止电极被污染，增强检测的准确性和灵敏度。优选的，步骤1中所述氧化石墨烯的浓度为0.5～2.0mg/ml；更优选的，所述氧化石墨烯的浓度为1.5mg/ml。优选的，步骤1中所述nafion溶液的浓度为0.01％～0.05％；更优选的，所述nafion溶液的浓度为0.01％。其中，本发明采用氧化石墨烯和nafion溶液复合并修饰电极，极大的减化了修饰电极的制备步骤，制备过程环保且稳定性能高，且该复合修饰材料可极大地提高电极的导电性以及促进电极表面的电子传递速率。优选的，步骤2中所述氯化钾浓度为0.01～0.1mol/l；更优选的，所述氯化钾浓度为0.05mol/l。优选的，步骤2中所述b-r缓冲溶液的ph值为6.0～9.0；更优选的，所述b-r缓冲溶液的ph值为8.0。优选的，步骤3中所述mn2 离子的浓度为1μmol/l～100μmol/l；更优选的，步骤3中所述mn2 离子的浓度为10μmol/l。相比于现有技术的环丙沙星检测的浓度范围，本发明mn2 离子的使用，可以有效地提高环丙沙星浓度检测的灵敏度和范围，使其测定结果更加准确。优选的，步骤3中所述差分脉冲溶出伏安法的电压扫描范围为-1.0～1.0v。需要说明的是，本发明中的nafion为全氟磺酸树脂。b-r缓冲溶液为硼酸、乙酸与磷酸的混合溶液。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：(1)本发明采用氧化石墨烯和nafion简单混合后修饰电极，电极修饰方法和条件简便、制备过程环保、稳定性能高。(2)本发明制备的修饰电极在葡萄糖、nacl、抗坏血酸、甘氨酸等干扰物质存在的情况下，检测环丙沙星，氧化峰电流基本无影响，抗干扰能力强；(3)由于直接检测环丙沙星的氧化还原响应弱，灵敏度低，因此，本发明方法建立了一种通过增强金属mn2 离子峰电流而间接检测环丙沙星的方法，有效的提高了环丙沙星检测的灵敏度，且本发明提供的检测方法耗时短，灵敏度高，检测限低，便于操作。附图说明图1为本发明实施例提供的修饰丝网印刷电极的制备过程图；图2为本发明实施例提供的修饰丝网印刷电极检测含不同物质的b-r缓冲溶液得到的差分脉冲溶出伏安曲线；图3为本发明实施例3-10中修饰丝网印刷电极检测不同浓度环丙沙星得到的差分脉冲溶出伏安曲线；图4为本发明实施例11中修饰丝网印刷电极检测不同浓度环丙沙星得到的差分脉冲溶出伏安曲线；图5为本发明实施例中环丙沙星浓度与锰离子氧化峰响应值线性拟合得到的标准工作曲线；图中：1、辅助电极；2、工作电极；3、参比电极；4、氧化石墨烯和nafion溶液的混合悬浊液；5、微量进样器；6、修饰丝网印刷电极；a、实施例2溶出伏安曲线；b、实施例1溶出伏安曲线；c、实施例5溶出伏安曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。本说明书中所引用的如“上”、“内”、“中”、“左”、“右”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。实施例1修饰过程如图1所示，步骤如下：步骤1：用蒸馏水将丝网印刷电极冲洗1～5min；步骤2：将氧化石墨烯(go)和nafion溶液用异丙醇分散配制成含1.5mg/ml氧化石墨烯和浓度为0.01％nafion溶液的混合悬浊液4，超声分散20min至溶液均匀稳定后，采用微量进样器5取5μl滴涂在丝网印刷电极工作区域，自然晾干，即得修饰丝网印刷电极6(go-nafion/spce)。步骤3：将上述修饰丝网印刷电极6插入含0.05mol/lkcl的b-r缓冲溶液中，其中，b-r缓冲溶液的ph值为8.0。用电极线分别连接好辅助电极1，工作电极2和参比电极3。在-1.0～1.0v范围内采用差分脉冲溶出伏安法对b-r缓冲溶液进行测试，得到b-r缓冲溶液(空白支持液)的溶出伏安曲线。实施例2本实施例与实施例1的区别仅为：b-r缓冲溶液中加入浓度为10μmol/l的mn2 离子，在-1.0～1.0v范围采用差分脉冲溶出伏安法对含有mn2 离子的b-r缓冲溶液进行测试，得到相应的溶出伏安曲线。实施例3-10本实施例3-10与实施例1的区别仅为：b-r缓冲溶液中加入浓度为10μmol/l的mn2 离子及1～8μmol/l的环丙沙星(其中，实施例3-10中环丙沙星的浓度依次递增)，并在-1.0～1.0v范围采用差分脉冲溶出伏安法对含有mn2 离子和环丙沙星的b-r缓冲溶液进行测试，得到相应的溶出伏安曲线。实施例11本实施例11与实施例1的区别仅为：b-r缓冲溶液中加入浓度为50μmol/l的mn2 离子及5、25、50μmol/l的环丙沙星，并在-1.0～1.0v范围采用差分脉冲溶出伏安法对含有mn2 离子和环丙沙星的b-r缓冲溶液进行测试，得到相应的溶出伏安曲线。实施例12利用标准加入法对牛奶中环丙沙星进行检测，加标回收率为98％，说明所述检测方法对于检测实际样品中的环丙沙星具有很高的准确性和可靠性。对比例1通过制备二硫铟化银/还原氧化石墨烯修饰玻碳电极，利用微分脉冲伏安法，实现对不同浓度环丙沙星的检测。其采用传统固态电极，每次修饰前都要进行多次电极打磨、超声清洗等预处理，且制备过程繁琐，不利于后续的现场实时检测。对比例2通过电沉积石墨烯后，再电聚合苏木精修饰玻碳电极，并采用方波伏安法和电流-时间技术对环丙沙星进行灵敏的定量测定，在0.5～45.0μmol/l范围内存在较良好的线性关系。但其电极制备步骤繁琐，且线性相关系数略低，测定的灵敏性较差。对比例3在含氟喹诺酮类类抗生素的待测样品中加入二价镉离子或是铜离子，形成抗生素-重金属配合物溶液，选择玻碳电极为工作电极，采用伏安法检测配合物溶液，并根据峰电流值越小，氟喹诺酮类抗生素浓度越高的原则标定抗生素的浓度。其采用的是有毒重金属离子与抗生素相结合来间接检测抗生素，对环境有一定的污染性，且其检测原理为峰电流值越小，抗生素浓度越高，使其检测方法有较大的局限性，不利于检测灵敏度的提高。性能测试对实施例1，实施例2和实施例5(环丙沙星溶液的浓度为3μmol/l)进行性能测试。如图2所示，其中，仅含有空白支持液即b-r缓冲溶液的实施例1的b曲线在 0.37v左右无峰；而实施例2中b-r缓冲溶液加入mn2 离子后的a曲线，有弱峰出现；实施例5中加入环丙沙星溶液后的c曲线，在 0.37v的峰电流明显增加，且峰型尖锐，峰型较好，说明环丙沙星(cip)的加入对mn2 有一定的增强作用，mn2 离子氧化峰与环丙沙星之间有较强的灵敏度的响应。在加入浓度为10μmol/l的mn2 后，分别加入浓度为1、2、3、4、5、6、7、8μmol/l，浓度的环丙沙星，得到实施例3-10，并获得相应的溶出伏安曲线，如图3所示，发现在mn2 离子浓度保持一定的情况下，随着环丙沙星浓度增大， 0.37v的峰强度明显增加，表明mn2 离子的存在提高了环丙沙星浓度的响应灵敏性。如图4所示，在加入浓度为50μmol/l的mn2 后，分别加入浓度为0、5、25、50μmol/l的环丙沙星，得到实施例11并获得相应的溶出伏安曲线，同样发现在mn2 离子浓度保持一定的情况下，随着环丙沙星浓度增大，氧化峰的强度明显增加，表明在较高浓度的锰离子和环丙沙星溶液中，mn2 离子的存在仍然可以提高环丙沙星浓度的响应灵敏性。如图5所示，以环丙沙星溶液浓度为横坐标，以mn2 离子峰电流值为纵坐标，进行线性拟合，发现随着环丙沙星浓度的增加，修饰电极对mn2 的电流响应逐渐增大，在1～8μmol/l范围内，氧化峰电流值与环丙沙星浓度呈良好的线性关系，其线性方程为i(μa)＝1.92c(μmol/l) 1.19，线性相关系数为0.993，由此可以看出，环丙沙星溶液浓度与mn2 离子氧化峰电流呈良好线性关系，可根据mn2 离子峰电流响应(氧化峰响应值)越强，环丙沙星浓度越大的原理来实现环丙沙星的间接检测，大大提高了电化学响应，增强检测灵敏度，并可与便携式电化学检测仪器联用，实现现场即时检测。如表1所示，将本发明实施例制备的修饰电极放置在环丙沙星溶液时，电流值为11.01μa，而将其分别与大浓度葡萄糖、氯化钠、抗坏血酸、甘氨酸等干扰物共存的环境下，对检测峰电流几乎没有影响，说明本发明方法及制备的电极专一性好，具有极强的抗干扰性能。表1本发明实施例制备的修饰电极抗干扰性能测试结果添加物浓度/(μmol/l)倍数电流值/(μa)检测误差/％环丙沙星5/11.01/葡萄糖501011.342.99氯化钠50010010.85-1.45抗坏血酸50010011.191.63甘氨酸50010011.474.18综上，本发明采用价格低廉、一次性使用且三电极高度集成的基底电极，利用氧化石墨烯与nafion进行简单复合修饰丝网印刷电极，在溶液中加入微量人类生命体mn2 离子，通过差分脉冲溶出伏安法检测mn2 离子，根据mn2 离子氧化峰电流越高，环丙沙星浓度越大的原则来实现环丙沙星的间接检测，大大提高了电化学响应，增强检测灵敏度，并可与便携式电化学检测仪器联用，实现现场即时检测。本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本发明权利保护范围之内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种环丙沙星检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将氧化石墨烯和nafion用异丙醇分散配制成含氧化石墨烯和nafion溶液的混合悬浊液，超声分散至溶液均匀稳定后滴涂在丝网印刷电极的工作区域，即得修饰丝网印刷电极；
步骤2：将所述修饰电极插入含有氯化钾的b-r缓冲溶液中，用电极线分别连接丝网印刷电极中的辅助电极、工作电极和参比电极；
步骤3：在所述b-r缓冲溶液中，加入mn2 离子，采用差分脉冲溶出伏安法对含mn2 离子的溶液进行测试，得到含mn2 离子的差分脉冲溶出伏安曲线后；再分别加入环丙沙星标准溶液，采用差分脉冲溶出伏安法对其测定，得到mn2 离子氧化峰电流随环丙沙星溶液浓度变化的溶出伏安曲线；
步骤4：采用标准加入法对牛奶样品中环丙沙星的含量进行分析检测。
2.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，在所述步骤1之前还包括用蒸馏水冲洗丝网印刷电极。
3.根据权利要求2所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，所述冲洗的时间为1～5min。
4.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，步骤1中所述氧化石墨烯的浓度为0.5～2.0mg/ml；优选的，所述氧化石墨烯的浓度为1.5mg/ml。
5.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，步骤1中所述nafion溶液的浓度为0.01％～0.05％；优选的，所述nafion溶液的浓度为0.01％。
6.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，步骤2中所述氯化钾的浓度为0.01～0.1mol/l；优选的，所述氯化钾的浓度为0.05mol/l。
7.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，步骤2中所述b-r缓冲溶液的ph值为6.0～9.0；优选的，所述b-r缓冲溶液的ph值为8.0。
8.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，步骤3中所述mn2 离子的浓度为1μmol/l～100μmol/l；优选的，步骤3中所述mn2 离子的浓度为10μmol/l。
9.根据权利要求1所述的一种环丙沙星检测方法，其特征在于，步骤3中所述差分脉冲溶出伏安法的电压扫描范围为-1.0～1.0v。
技术总结本发明涉及化学分析检测技术领域，具体涉及一种环丙沙星检测方法。本发明公开了一种环丙沙星检测方法，包括以下步骤：步骤1：将氧化石墨烯和Nafion用异丙醇分散配制成含氧化石墨烯和Nafion溶液的混合悬浊液，滴涂在丝网印刷电极的工作区域得修饰丝网印刷电极；步骤2：将修饰电极插入pH＝8.0的含有氯化钾的B‑R缓冲溶液中，连接三条电极线；步骤3：在B‑R缓冲溶液中先后加入Mn2 离子和环丙沙星标准溶液，采用差分脉冲溶出伏安法对其进行测定，得到相应的溶出伏安曲线。本发明解决了现有检测环丙沙星方法中过程繁琐复杂、灵敏度不高且涉及的修饰材料或试剂不太环保等问题，具有制备简单、易操作、检测速度快、抗干扰性能强等特点。
技术研发人员：郭佩佩;黄家怿;刘海峰;陈艺;潘明;刘红刚;谢秋波;孟祥宝
受保护的技术使用者：广州市健坤网络科技发展有限公司;广东省现代农业装备研究所
技术研发日：2020.03.06
技术公布日：2020.06.05
