诺氟沙星印迹电化学传感器的制备及检测性能

doi:10.7503/cjcu20240322

摘要/Abstract

摘要：

针对诺氟沙星(NOR)的痕量检测, 利用电化学分析和分子印迹聚合物的选择性优势, 以掺杂高导电性材料的金属有机框架(MOF)为模拟酶, 构筑了对NOR具有高灵敏度和选择性的电化学传感器. 其中, 分子印迹聚合物膜是以NOR为模板, 邻苯二胺为功能单体通过电聚合方法获得. 研究结果表明, 制备的传感器对NOR的检测线性范围为1.0×10^‒7~1.0×10^‒5mol/L, 线性回归方程为I(μA)=‒30.682‒37.505lgc(mmol/L), 相关系数为0.991, 且检出限达到3.2×10^‒9 mol/L(S/N=3). 在实际样品检测中, 该传感器展现了高灵敏性(相对标准偏差为3.0%)和高准确性(回收率为96.6%~102.3%), 表明其在药品用量检测和环境监测方面的应用潜力.

关键词: 电化学传感器, 金属有机框架, 分子印迹聚合物, 诺氟沙星

Abstract:

Aiming at the trace detection of norfloxacin（NOR）， an electrochemical sensor with high sensitivity and selectivity for NOR was constructed by taking advantage of electrochemical analysis and the selectivity of molecularly imprinted polymers， and taking metal-organic framework（MOF） doped with highly conductive materials as a mimetic enzyme. Among them， the molecularly imprinted polymer membrane was obtained by electropolymerization with NOR as a template and o-phenylenediamine as a functional monomer. The results show that the linear range of the sensor is 1.0×10^‒7—1.0×10^‒5mol/L， the linear regression equation is I=-30.682-37.505lgc， the correlation coefficient is 0.987， and the detection limit reaches 3.2×10^‒9 mol/L. In the detection of actual samples， the sensor shows high sensitivity（relative standard deviation is 3.0%） and high accuracy（recovery rate is 96.6%—102.3%）， which shows that it has application potential in drug dosage detection and environmental monitoring.

Key words: Electrochemical sensor, Metal-organic framework, Molecular imprinting, Norfloxacin

中图分类号:

O657.15

TrendMD:

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图/表 13

Fig.1 SEM images of GCE/ACET(A) and GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF(B)

Fig.2 XRD patterns of the Zr⁃Fe MOF, ACET and ACET/Zr⁃Fe MOF

Fig.3 Electropolymerization of o⁃PD by cyclic voltammetry on GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF

Fig.4 CV diagrams of GCE(a), GCE/ACET(b), GCE/Zr⁃Fe MOF(c), GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF(d), GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF/MIP before elution(e), GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF/MIP after elution(f), GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF/MIP after incubation(g)(A) and CV diagrams of GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF/NIP before elution, after elution and after incubation(B)

Fig.5 EIS diagrams of GCE, GCE/MOF, GCE/ACET, GCE/ACET/MOF(A) and EIS diagrams of GCE/ACET/MOF before elution, after elution, after incubation(B)（A） Inset： partial enlarged images.

Fig.6 DPV currents of the electrodes at different eluents(A) and pH values(B)

Fig.7 DPV currents of the electrode(A) and current responses(B) of the electrode on eluent time

Fig.8 DPV currents(A) and current responses(B) of the electrode on the functional monomer/template ratios

Fig.9 DPV currents(A) and current responses(B) of the electrode on the incubation time电流响应，越来越多的孔穴随孵育时间的增加被NOR分子占据，致使电流越来越小，当孵育时间达到

Fig.10 DPV response of GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF/MIP electrochemical molecularly imprinted sensor to different concentrations of NOR(A) and the linear fitting curve(B)

Table 1 Comparison of different methods for NOR detection

Method	Material	Detection limit/（mol‧L^-1）	Detection range/（mol‧L^-1）	References
FD ^a	CdTe quantum dots	1.8×10^‒7	—	［3］
SERS ^b	Fe₃O₄/GO/Ag⁃MIPs ^d	1.0×10^‒8	1.0×10^‒3—1.0×10^‒8	［4］
HPLC⁃DAD ^c	Silica polymers	6.26×10^‒9	3.13×10^‒6—3.13×10^‒8	［5］
PEC method	MIP/CuNC/GCE ^e	3.3×10^‒9	1×10^‒8—5×10^‒7	［29］
PEC method	GCE/ACET/Zr⁃Fe	3.2×10^‒9	1.0×10^‒5—1.0×10^‒7	This study
	MOF/MIP

Fig.11 Reproducibility(A), stability(B), and selectivity(C, D) of GCE/ACET/Zr⁃Fe MOF/MIP sensor

Table 2 Recovery of norfloxacin

Sample	c_original/（mmol‧L^-1）	c_add/（mmol‧L^-1）	c_found/（mmol‧L^-1）	Recovery（%）
Norfloxacin capsule	2.34×10^‒3	1.0×10^‒3	3.36×10^‒3	102.3
		5.0×10^‒3	7.44×10^‒3	101.9
		1.0×10^‒2	1.19×10^‒2	96.6

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