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专利号: 201610273021X
申请人: 衡阳师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1. 一种检测食品中香草醛的石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极,其包括乙炔黑 基底电极、在乙炔黑基底电极上形成的石墨烯-氧化亚铜复合膜。

2. 根据权利要求1所述的电极,其中,石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极是通过 以下步骤制备: 称取氧化亚铜纳米粒子加入适量去离子水中,混合(超声波处理),配制成l-20mg/mL的 分散液,优选2~5mg/mL的分散液;称取氧化石墨溶于适量去离子水中配制成0.1~1 OOmg/ mL,优选0.5-1.5mg/mL,更优选约lmg/mL的水分散液,超声剥离,然后进行离心,取上层清 液,获得氧化石墨烯水溶胶;将氧化亚铜水分散液加入到氧化石墨烯水溶胶中,混合(超声 波处理),即制得氧化石墨烯-氧化亚铜纳米粒子复合液; 其中,按照氧化亚铜:氧化石墨稀重量比=1:40~1:5,优选1:25~1:10,更优选1:20~ 1:15的比例将氧化亚铜水分散液加入到氧化石墨烯水溶胶中, 将上述复合液滴涂到乙炔黑基底电极表面,并烤干,制得氧化石墨烯-氧化亚铜复合膜 修饰乙炔黑电极; 以氧化石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极为工作电极,铂丝电极为对电极,饱和 甘汞电极为参比电极,组成三电极体系,并将其进行电还原(例如共同浸入NaH2P〇4-Na2HP〇4 缓冲溶液中电还原),得到石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极。

3. 根据权利要求1或2所述的电极,其中,乙炔黑基底电极通过以下步骤制备: 称取乙炔黑粉和固定石蜡,其质量比为3~5:1,加热使固定石蜡融化,将两者搅拌均 匀,趁热取适量填入电极的空腔中,抛光至电极表面光滑平整,用去离子水冲洗,即可得到 乙炔黑电极;所述电极包括外壳和位于外壳内的铜棒,所述外壳前端设有空腔。

4. 一种香草醛的电化学检测装置,其包括电化学测试仪,该电化学测试仪以石墨烯-氧 化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂丝电极作为 对电极组成三电极体系。

5. -种检测食品中香草醛的方法,该方法包括: (A) 使用包括权利要求1-3中任一项所述的电极的电化学检测装置检测待测样品的峰 电流值; (B) 通过用系列不同浓度的标准香草醛溶液制作的标准曲线,按照以下线性回归方程 根据步骤(A)测定的峰电流值来测定待测样品的香草醛含量: i = 2.5219c+0.0095,其中,香草醛浓度在0.0 ΙμΜ~ΙΟμΜ范围内; i = 0.6076c+19.864,其中,香草醛浓度在ΙΟμΜ~100μΜ范围内; 式中,i为峰电流值,单位μΑ,c为香草醛浓度,单位μΜ,线性相关系数分别为R = 0.9992 和0 · 9963。检出限为8 · 0nM( S/N=3)。

6. -种食品中香草醛的检测方法,其特征在于按照下述步骤进行: A.工作电极的制备: (1)乙块黑基底电极的制备: 称取一定量的乙炔黑粉和固定石蜡,其质量比为3~5:1,稍微加热使固定石蜡融化,将 两者搅拌均匀,趁热取适量填入电极中,抛光至电极表面光滑平整,用去离子水冲洗,即可 得到乙炔黑电极; 步骤(1)所述电极,包括外壳和位于外壳内的铜棒,其特征在于,所述外壳前端设有空 腔,空腔内填充有乙炔黑粉和固定石蜡的混合物; (2) 氧化石墨烯-氧化亚铜纳米粒子复合液的制备: 称取一定量的氧化亚铜纳米粒子加入适量去离子水中,超声波处理,配制成l-20mg/mL 的分散液,优选2~5mg/mL的分散液,称取一定量的氧化石墨溶于适量去离子水中配制成 lmg/mL的水分散液,超声剥离,然后进行离心,取上层清液,获得氧化石墨烯水溶胶;将氧化 亚铜水分散液加入到氧化石墨烯水溶胶中,超声波处理,即制得氧化石墨烯-氧化亚铜纳米 粒子复合液; 氧化亚铜纳米粒子水分散液和氧化石墨稀水溶胶混合的体积比为0.5~1.5:40。 (3) 将步骤(2)中的复合液滴涂到步骤(1)制备的乙炔黑基底电极表面,并烤干,制得氧 化石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极; (4) 以氧化石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极为工作电极,铂丝电极为对电极, 饱和甘汞电极为参比电极,组成三电极体系,并将其共同浸入NaH 2P〇4_Na2HP〇4缓冲溶液中 进行电还原,得到石墨烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极; 步骤(4)所述石墨烯是氧化石墨烯通过恒电位还原而形成,所述电还原是恒电位还原, 还原电位为-〇.8~-1.7V,优选-1.0~-1.5V,还原时间为60~600s,优选100-300S(秒);优 选,所述NaH 2P〇4_Na2HP〇4缓冲溶液的pH值为5.0~6.5; B. 香草醛标准液的配制: (1) 标准储备液的配制:准确称取一定量的香草醛固体,先用少量乙醇溶解,再用去离 子水在一定体积的容量瓶中稀释定容,配成浓度为IX l〇_2mol/L的标准储备液,将其置于棕 色瓶中在4 °C的冰箱中保存; (2) 标准工作液的配制:用吸量管准确移取一定量的步骤(1)中的标准储备液,用去离 子水逐级稀释定容,得到浓度范围为1 X l(rV〇l/L~1 X l(T3m〇l/L的标准工作液。标准工作 液在使用前用去离子水临时配制; (3) 标准测试液的配制:用吸量管准确移取一定量的步骤(2)中的不同浓度的标准工作 液加入10mL容量瓶中,加入1. OmL浓度为lmol/U^H2S〇4溶液作为支持电解质,再加入适量去 离子水稀释定容,得到一系列不同浓度的标准测试液。所述标准测试液的浓度范围为IX 10_9mol/L~1 X 10_4mol/L,支持电解质H2S〇4在测试液中的浓度为0. lmol/L。标准测试液在 使用前临时配制; C. 标准曲线的绘制: 将B.步骤(3)中配制的不同浓度的标准测试液分别倒入电解池中,将以上制备的石墨 烯-氧化亚铜复合膜修饰乙炔黑电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂丝电极 作为对电极组成三电极体系,将三电极连接好电化学测试仪,再将三电极插入到标准测试 液中,采用伏安法进行测试,记录不同浓度的香草醛标准溶液对应的峰电流值;每次测量结 束后,电极均需清洗以保证数据的重现性,得到的数据统计处理后用峰电流的平均值对应 标准测试液的浓度值绘制标准曲线,峰电流与香草醛浓度在0. 〇1μΜ~ΙΟμΜ和ΙΟμΜ~100μΜ. 范围内分两段呈良好的线性关系,所得线性回归方程分别为i = 2.5219c+0.0095和i = 0.6076c+19.864,式中,i为峰电流值,单位μΑ,c为香草醛浓度,单位μΜ,线性相关系数分别 为 R = 0.9992 和0.9963,检出限为8.〇11]\1(5/^=3); D. 样品检测: 将需要检测的样品进行常规预处理,按照上述的实验条件测定样品对应的峰电流值, 按照上述线性回归方程计算即可获得待测样品中香草醛含量。

7. 根据权利要求6所述的方法,其中,所述伏安法为二阶导数线性扫描伏安法,测试条 件为支持电解质为H2S〇4,支持电解质浓度为O.lmol/L,富集电位为0.0V,富集时间为90s,所 述电极的清洗是将电极置于〇.lmol/L的邻苯二甲酸氢钾溶液中,于0.0V~1.2V的电位范围 内扫描2~5次至无峰。

8. 根据权利要求7所述的方法,其中,二阶导数线性扫描伏安法的参数设定如下:导数 值为2,扫描速率为100mV/S,起始电位为0.0V,终止电位为1.2V,富集电位为0.0V,富集时间 为90s,静止时间为5s。