一种电化学传感器的制备方法及在呋喃唑酮抗生素检测中的应用

技术领域

本发明属于电化学传感器技术领域，具体涉及一种呋喃唑酮抗生素电化学传感器的制备方法及应用。

背景技术

呋喃唑酮（Furazolidone，FZD）是一种含有抗菌和抗原虫活性的硝基官能团的药物。除了被广泛用作人类药物外，它还被用作食品生产动物的饲料添加剂，包括猪、鱼、虾和牛。在足量摄入FZD的情况下，通常不会显示出任何明显的有害副作用。然而，当FZD的摄入量超过允许水平或者经常食用时，其有毒代谢物可能会在肝脏和肾脏中积累，导致肝毒性和肾损伤。由于硝基自由基是通过可逆的硝基单电子转移过程形成的，因此FZD的活性物质（RNO

在电化学检测分析中，传感材料的选择是一个关键问题。尤其是那些拥有多种氧化态的材料，能够提供丰富的活性位点，与目标分析物发生多种相互作用。这为我们提供了更多的选择，以更灵活、更有效地应对不同的检测需求。石墨烯基钒酸铋（BiVO

发明内容

本发明提出了一种电化学传感器的制备方法，本发明制得的电化学传感器能够对呋喃唑酮选择性识别。

本发明目的通过以下技术方案实现：

（1）将BiCl

所述NaOH和HCl的摩尔比为1:5~5:1；

（2）将氧化石墨烯（GO）和L-抗坏血酸同时悬浮于超纯水中，经过0.5-1h的超声处理，随后，在55-65℃下搅拌36h，完成GO的化学还原过程，固液分离，固体依次使用无水乙醇和超纯水进行洗涤，在60℃下的真空干燥箱中将rGO固体干燥，然后在室温下进行保存；

所述氧化石墨烯（GO）和L-抗坏血酸质量比为2:1~1:5；

（3）将BiVO

所述乙醇溶液是水和无水乙醇按体积比为2:1~5:1比例制得，BiVO

（4）将BiVO

所述工作电极的预处理是将玻碳电极或丝网印刷电极在超纯水中超声清洗1~2min。

本发明另一目的是将上述方法制得的电化学传感器应用于电化学检测水环境中的抗生素呋喃唑酮，具体方法如下：

具体是将电化学传感器作为工作电极，将工作电极、对电极和参比电极的一端分别连接到电化学工作站上，工作电极、对电极和参比电极的另一端分别放置在电解池的含0-140μmol/L呋喃唑酮的PBS电解液中，使用电化学正向扫描法进行检测，富集时间设置为0~30秒，溶液在富集的同时进行搅拌，富集结束后停止搅拌，在经过1~10s的静置后，在三电极系统上施加一组电压扫描范围为-0.3V~-0.90V的正向扫描电压，由电化学工作站记录电流-电压的变化情况，得到电流-电压曲线，以呋喃唑酮浓度平方根为横坐标，还原峰峰值为纵坐标，绘制呋喃唑酮对应的标准曲线，获得回归方程，确定呋喃唑酮浓度与峰电流之间的线性关系；

将待测样品放入电解池中，按上述方法通过电化学工作站检测，获得待测样品中呋喃唑酮对应的还原峰峰值，代入回归方程，计算得到待测样品中呋喃唑酮含量。

所述电解液为pH值为5~9、浓度为0.1~1mol/L的PBS电解液。

本发明优点和技术效果：

本发明制得的电化学传感器具有对水溶液中呋喃唑酮抗生素电化学检测的能力，结果表明该电化学传感器具有较高的灵敏度、较低的检测限。该电化学传感器优异的检测性能归结于本发明提出的BiVO

附图说明

图1为BiVO

图2为不同浓度呋喃唑酮在循环伏安法检测中响应电流峰值；

图3为呋喃唑酮浓度平方根与响应电流的标准曲线。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：呋喃唑酮电化学传感器的制备方法及应用

（1）将0.3153 g BiCl

（2）将0.5g氧化石墨烯（GO）和2g L-抗坏血酸同时悬浮于500mL超纯水中，经过0.5h的超声处理。随后，在60℃下搅拌36 h，接着，将得到的溶液进行过滤，固体依次使用无水乙醇和超纯水进行洗涤，在60℃下的真空干燥箱中将rGO固体干燥，然后在室温下进行保存；

（3）按BiVO

（4）将玻碳电极在超纯水中超声清洗2min，将10μL BiVO

（5）呋喃唑酮的检测

a、测试仪器及条件

测试仪器包括电化学工作站、电解池、步骤（4）制得电化学传感器作为工作电极、对电极（铂电极）、银/氯化银参比电极；

b、标准曲线的绘制

电解池中放置含有浓度范围在0~140μmol/L的呋喃唑酮（FZD）的0.1mol/L PBS缓冲溶液（pH=7）15mL；

在电化学工作站上选择差分脉冲伏安法（DPV）；将磁力搅拌棒放置到电解池内，设置电动搅拌器的搅拌速度为300rpm；待溶液搅拌均匀后立即停止对电解池中溶液的搅拌，静置3s后，在工作电极上加载一个电压范围为-0.30V～-0.90V的正向扫描电压，由电化学工作站记录电流-电压的变化情况，得到电流-电压曲线（如图2所示）；以呋喃唑酮（FZD）的浓度平方根为横坐标，还原峰峰值为纵坐标，绘制呋喃唑酮对应的标准曲线，线性回归，获得呋喃唑酮（FZD）浓度与峰电流之间的线性关系（如图3所示）；这个线性关系（标准曲线）用于定量检测待测呋喃唑酮的浓度；此工作电极对应的呋喃唑酮浓度与峰电流线性关系分别为：

Ip(µA)=-0.485C

Ip(µA)=-3.12C

c、检测限的计算

通过公式LOD=3SD/M（其中SD=空白信号的标准差，M=校准图的斜率值）确定理论检出限为1.46nM和22.4nM；

d、待测样品检测

对含有5、30、80 μmol/L呋喃唑酮的0.1mol/L PBS缓冲溶液进行检测，实验方法同步骤b，测得的峰电流分别带入步骤b的线性方程中，计算得到呋喃唑酮的含量分别为4.71、31.20、81.07 μmol/L。

实施例2：呋喃唑酮抗生素电化学传感器的制备方法及应用

本实施例电化学传感器制备以及应用方法同实施例1，不同在于BiVO

实施例3：呋喃唑酮抗生素电化学传感器的制备方法及应用

（1）将BiCl

（2）将0.5g氧化石墨烯（GO）和1g L-抗坏血酸同时悬浮于500 mL超纯水中，经过0.5 h的超声处理，在60℃下搅拌36 h，将得到的溶液进行过滤，固体依次使用无水乙醇和超纯水进行洗涤。最终，通过在60℃下的真空干燥箱中将rGO固体干燥，然后在室温下进行保存；

（3）按BiVO

（4）将玻碳电极在超纯水中超声清洗1min，将18μL BiVO

（5）呋喃唑酮的检测过程同实施例1

对含有5、30、80 μmol/L呋喃唑酮的0.1 mol/L PBS缓冲溶液进行检测，实验方法同步骤b，测得的峰电流分别带入线性方程中，计算得到呋喃唑酮的含量分别为4.82、30.29、82.21 μmol/L。