一种用于检测马波沙星的电化学传感器及其制备方法和应用

本发明涉及检测技术，特别涉及一种用于检测马波沙星的电化学传感器及其制备方法和应用。

背景技术：

1、马波沙星是一种人工合成的第三代氟喹诺酮类抗生素，因其广谱抗菌活性、良好的组织穿透力和较低的副作用，被广泛应用于兽医临床，主要用于治疗猪、牛、犬和猫等动物的呼吸道、消化道及泌尿道感染。然而，抗生素的滥用或不规范使用导致了马波沙星在动物源性食品（如牛奶、肌肉组织）中的残留问题。马波沙星分子中含有哌嗪环侧链，具有高的脂溶性和生物可利用性，在其各种代谢产物中，母体马波沙星因其高毒性和在兽药残留中的普遍存在而特别重要。马波沙星由于其强氧化还原活性，被认为是最具危害性的兽药残留物之一，急性接触可导致严重的肝肾毒性。淡水系统中马波沙星的广泛存在对环境和公众健康构成了重大威胁。马波沙星在水生生物中具有很强的生物积累倾向，随着食物链的上升，其毒性增加，最终影响野生动物、牲畜和人类。急性暴露于马波沙星可导致严重的肝脏和肾脏毒性，而低水平的慢性暴露可能诱发过敏反应、肾毒性及关节病变，更为严重的是可能导致耐药菌株的产生，对人类公共卫生安全构成潜在威胁。此外，马波沙星可表现为从头痛和腹痛到肝功能衰竭等严重后果的症状。为了应对这些风险，各国监管机构均制定了严格的最大残留限量（mrls）标准。强调迫切需要有效的监测和检测技术，因此，需要开发新的、更灵敏的马波沙星检测传感器。

2、到目前为止，传统的检测马波沙星的方法，如高效液相色谱法（hplc）和液相色谱-质谱法（lc-ms/ms），虽然准确，但由于其复杂性、高成本和对专业设备和训练有素的人员的要求而受到阻碍。这些因素限制了它们在现场环境中的使用，特别是在食品安全突发事件期间或在实验室设施有限的偏远地区。鉴于兽药残留事件发生的频率越来越高以及相关的健康风险，迫切需要创新的检测方法，不仅要敏感和特异，而且要快速、具有成本效益和用户友好。这种方法将能够实时监测环境和食品安全，从而能够及时干预和减轻毒素接触。差分脉冲伏安法（dpv）作为电化学生物传感器中的改进信号传感方法已经引起了人们的特别兴趣，因为它具有高灵敏度、低背景噪声和快速响应的优点。dpv检测揭示了峰值电流的显著增加，这是由于分析物与修饰层表面的特异性吸附。

3、因此，建立灵敏度高、准确度高的马波沙星的电化学检测方法对后期的快速检测产品的开发具有重大的意义。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种用于检测马波沙星的电化学传感器及其制备方法和应用，旨在提供一种稳定性好、灵敏度高、宽线性范围的电化学传感器。

2、为实现上述目的，本发明提出一种ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、制备fdm-150/mwcnts复合材料：将多壁碳纳米管超声溶解分散后，形成均匀悬浆液，向悬浆液中依次溶解氨水溶液、硝酸镓、邻苯二酚和六羟基三亚苯后，进行水热反应；反应结束后，将反应产物依次进行离心、洗涤和干燥处理后，得到fdm-150/mwcnts复合材料；

4、s2、负载铂纳米粒子：将步骤s1制得的fdm-150/mwcnts复合材料分散于去离子水中，加入氯铂酸溶液，充分反应；反应结束后，向反应液中滴加硼氢化钠溶液，继续反应得到反应产物；将反应产物依次进行离心、洗涤和干燥处理后，得到ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料。

5、进一步地，在步骤s1中，以质量比为计，多壁碳纳米管：氨水溶液：硝酸镓：邻苯二酚：六羟基三亚苯=10 : 200 : 51 : 110 : 65。

6、上述制备方法得到的ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料。

7、ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料作为修饰层在制备检测马波沙星的电化学传感器的应用。

8、一种测马波沙星的电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：

9、将上述制备方法得到的ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料超声溶解后，加入全氟磺酸基聚合物，分散均匀，滴涂到电极材料的表面，自然干燥后，得到电化学传感器。

10、进一步地，以质量为计，ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料:全氟磺酸基聚合物=1:1；滴涂的用量为2~20ul。

11、进一步地，电极材料为玻碳电极。

12、进一步地，所述电极材料在使用前需经过打磨、多次冲洗和干燥的预处理操作后再使用。

13、上述制备方法得到的电化学传感器。

14、上述电化学传感器在检测马波沙星浓度的应用。

15、本发明的有益效果为：本发明提供的电化学传感器，其中，多壁碳纳米管和fdm-150金属有机框架构成有机金属骨架的整体均匀修饰在玻碳电极表面，铂纳米粒子均匀负载在复合材料表面。在fdm-150和多壁碳纳米管中间形成高效的电子运输通道，多壁碳纳米管具有优异的电子传导性，能够增强电子转移效率，增加导电率。利用fdm-150对小分子的高效富集能力和π-π堆积作用，可以大量吸附游离的马波沙星。铂纳米粒子具有高度的电催化活性，能够选择性催化马波沙星的电化学氧化反应，显著降低反应过电位，增强与马波沙星的分子亲和力，提高马波沙星的氧化峰电流响应。三组分的协同作用实现了吸附富集、导电增强和催化放大的完美统一，可以起到协同催化作用，提高马波沙星的检测能力，实现了对马波沙星的高灵敏度、低检测限的电化学检测。

1.一种ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，以质量比为计，多壁碳纳米管：氨水溶液：硝酸镓：邻苯二酚：六羟基三亚苯=10 : 200 : 51 : 110 : 65。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，以质量为计，fdm-150/mwcnts复合材料：氯铂酸溶液：硼氢化钠溶液=1 :10 : 100。

4.如权利要求1或2所述制备方法得到的ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料。

5.如权利要求4所述ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料作为修饰层在制备检测马波沙星的电化学传感器的应用。

6.一种测马波沙星的电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，以质量为计，ptnps/fdm-150/mwcnts纳米复合材料:全氟磺酸基聚合物=1:1；滴涂的用量为2~20ul。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，电极材料为玻碳电极，所述电极材料在使用前需经过打磨、多次冲洗和干燥的预处理操作后再使用。

9.如权利要求5-8任一项所述制备方法得到的电化学传感器。

10.如权利要求9所述电化学传感器在检测马波沙星浓度的应用。