CN109187507B - 一种用于检测双酚a的电致化学发光传感器及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器及其制备方法，包括工作电极，工作电极包括基底、复合物层和修饰层，特点是基底为玻璃碳导电材料，复合层为均匀分散在基底表面上的磁性Fe₃O₄纳米晶体，修饰层由修饰于复合物层表面的全氟磺酸构成，以碱性鲁米诺溶液为电解液，构建了用于检测双酚A的电致化学发光传感器，制备方法包括Fe₃O₄纳米晶体的制备；将Fe₃O₄‑NCs溶液、全氟磺酸乙醇溶液依次滴在玻碳电极表面得到工作电极Nafion/Fe₃O₄‑NCs/GCE，即为用于检测双酚A的电致化学发光传感器，优点是具有良好的选择性、稳定性以及高灵敏度。

Description

一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器及其制备方法和 应用

技术领域

本发明属于新型纳米功能材料与生物传感器技术领域，具体涉及一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器及其制备方法和应用。

背景技术

双酚A，即4, 4-二羟基二苯基丙烷(简称BPA)，是一种具有***活性的环境内分泌干扰物质(endorsing disrupting chemicals, EDCs)，对生态环境造成严重的污染与危害。双酚A是世界上使用最广泛的工业化合物之一，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、橡胶防老剂、涂料等多种高分子材料和精细化工产品。双酚A的添加能使塑料制品具有无色透明、耐用轻巧及良好的防冲击性等特性，因此广泛应用于罐头食品和饮料的包装、奶瓶、水杯、牙齿填充物所用的密封胶、眼镜片等常见日用品制造中。双酚A在受热、日照等条件下会析出并迁移。动物实验发现，双酚A具有类***的效果，低剂量也能使动物产生雌性早熟、雄性***数下降、***增长等作用。此外，有资料显示双酚A具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明显增加动物卵巢癌、***癌、白血病等癌症的发生。研究表明，BPA在大鼠模型实验中，经口半数致死剂量（LD₅₀）为3250.0mg/kg；在小鼠模型实验中，经口半数致死剂量为2400.0mg/kg。人体摄入BPA的限量为1.0μg/kg.day。基于BPA对人体严重的危害作用，发展对其检测、监测技术具有重要的实际意义。

目前，有关双酚A的检测方法主要集中在气相色谱、气相-质谱联用、液相色谱、液相-质谱联用、DNA适配体法、免疫层析法、毛细管电泳法等，这些方法尽管灵敏度较高、准确性好，但是需要对待测样品进行繁琐的预处理，所需仪器大都昂贵且庞大笨重，需要专业技术人员进行日常维护，存在耗时长、成本高、不适用于现场检测等诸多缺点。鉴于双酚A对人类及生态环境的严重破坏性以及当前检测技术的局限性，发展检测双酚A的技术十分必要。电致化学发光分析技术由于其背景干扰小、灵敏度高、线性范围宽、操作简便等优点被广泛应用于临床诊断、药物分析、环境监测等领域，但是现有的电致化学发光传感器存在发光强度及稳定性不足、灵敏度低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在环境水样BPA的检测中具有良好的选择性、稳定性以及高灵敏度的用于检测双酚A的电致化学发光传感器及其制备方法和应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器，包括工作电极，所述的工作电极包括基底、复合物层和修饰层，其特征在于：所述的基底为玻璃碳导电材料，所述的复合层为均匀分散在所述的基底表面上的磁性Fe₃O₄纳米晶体，所述的修饰层由修饰于复合物层表面的全氟磺酸构成，以碱性鲁米诺溶液为电解液，构建了用于检测双酚A的电致化学发光传感器。

上述用于检测双酚A的电致化学发光传感器的制备方法，包括以下步骤：

（1）Fe₃O₄纳米晶体（Fe₃O₄-NCs）的制备

A．制备油酸铁前驱液：称取2.53g的FeCl₃·6H₂O溶于25mL的二次水中；取8.86mL的油酸溶于32mL的乙醇中；将上述两溶液混合加入到三口烧瓶中，在70℃下搅拌4小时，溶液分为两层，将包含油酸铁复合物的上层用去离子水在分液漏斗中洗涤3次，然后真空条件下脱除正己烷，得到蜡状固体即为油酸铁复合物；

B．将1mL的油酸铁复合物，3mL的正三辛胺（TOA）溶解于8mL的十八烯（ODE）中，将混合液放入在三口烧瓶中，在100℃下抽真空1小时，然后在氮气保护条件下，将反应温度以每分钟10℃的速率升至 320℃，反应0.5h，得到 Fe₃O₄-NCs原溶液；

C．在Fe₃O₄-NCs原溶液中分别加入20mL的氯仿和20mL的乙醇，于3000 g离心10min，去除上清液后，将沉淀重新分散至氯仿中，得到Fe₃O₄-NCs溶液；

（2）电致化学发光传感器的制备

A．将玻碳电极用粒径为0.05~0.07μm的氧化铝浆进行打磨抛光，然后分别用乙醇和超纯水中冲洗电极表面污物，晾干备用；其中氧化铝浆为氧化铝粉末与超纯水按质量比1：1混合制得；

B．吸取5.0μL 浓度为4-12 mg/mL的分散均匀的Fe₃O₄-NCs溶液滴在玻碳电极表面，待室温下自然晾干后，将5~10μL 体积浓度为的1%的全氟磺酸乙醇溶液滴涂于玻碳电极表面，自然晾干后，采用0.1M PBS缓冲液淋洗干净电极表面未吸附试剂材料，晾干后得到工作电极Nafion/Fe₃O₄-NCs/GCE，即为用于检测双酚A的电致化学发光传感器，存于4℃冰箱备用。

步骤（2）中所述的氧化铝浆为氧化铝粉末与超纯水按质量比1：1混合制得。

步骤（2）中所述的Fe₃O₄-NCs溶液浓度为8 mg/mL。

利用上述用于检测双酚A的电致化学发光传感器检测双酚A浓度的方法，具体步骤如下：以电致化学发光传感器为工作电极，铂丝电极为辅助电极，Ag/AgCl为参比电极***到电解池相应的孔槽中，将电解池置于电致化学发光检测仪暗箱中光电倍增管正上方；实验采用循环伏安法，光电倍增管负高压设置为500V，测试电压范围为0~+1.8V，扫描速率为100mV/s；测试在室温条件下进行，测试前，取2mL超纯水于电解池中，调节电致化学发光体系pH为11.0，在所述电致化学发光体系中加入160微升浓度为5×10^-5M的鲁米诺水溶液，然后在电解池中加入待测双酚A溶液，对其体系进行电化学发光测试，根据电化学发光强度与双酚A浓度的定量关系，确定待测样品中双酚A的浓度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器及其制备方法和应用，该传感器基于磁性四氧化三铁纳米晶体/全氟磺酸树脂膜（Fe₃O₄-NCs/nafion）复合材料的检测双酚A的电致化学发光传感器，其以磁性Fe₃O₄纳米晶体（Fe₃O₄-NCs）为催化剂，全氟磺酸（nafion）为成膜剂，玻璃碳电极（GCE，3mm）为工作电极，制备了nafion/Fe₃O₄-NCs/GCE修饰电极，以碱性鲁米诺溶液为电解液，由于Fe₃O₄纳米晶体具有优良的单分散性及超顺磁性，能够显著增强鲁米诺的阳极电致化学发光，并且在+1.6V处得到最强的化学发光强度值，其优点如下：

（1）本发明利用滴涂法制备nafion/Fe₃O₄-NCs/GCE复合材料修饰玻碳电极，电极制作简单，材料价格低廉、绿色环保、稳定性好。

（2）本发明制备的电致化学发光传感器用于双酚A的检测，操作简单，线性范围宽，检出限低，可以实现对双酚A的简单、快速、高灵敏检测。BPA浓度在0.01~50.0mg/L时，电致化学发光信号抑制响应与BPA浓度之间具有较好的线性相关性 (r=0.9972)，检测限为0.66μg/L。

（3）实际水样检测中，实际样品加标回收率为96.0%~105.0%，相对标准偏差小于4.8%。结果表明，该电致化学发光传感器制备工艺较为简单、检测结果稳定，具有较好的准确度和精密度。

综上所述，本发明一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器及其制备方法和应用，其基于四氧化三铁纳米晶体增敏鲁米诺电致化学发光传感器检测BPA，制备和检测方法简单，灵敏度高，双酚A检测过程中不受结构类似物等的影响，抗干扰性好，该电致化学发光传感器在环境水样BPA的检测中具有良好的选择性、稳定性以及高灵敏度等优点。

附图说明

图1为本发明用于检测双酚A的电致化学发光传感器构建示意图；

图2为Fe₃O₄-NCs的透射电子显微镜图 (TEM) ；

图3为Fe₃O₄-NCs荧光图谱；

图4为Fe₃O₄-NCs磁滞曲线，插图为外界磁场对Fe₃O₄-NCs溶液的影响；

图5为不同纳米晶体对电致化学发光体系的影响；

图6为修饰电极的电化学阻抗谱：全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极（a），全氟磺酸修饰电极（b），Fe₃O₄-NCs修饰电极（c）和裸电极（d）；

图7为修饰电极的电化学阻抗谱；全氟磺酸/锑化镉纳米晶体修饰电极（a），全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极（b），全氟磺酸/硫化锌纳米晶体修饰电极（c），全氟磺酸/硒化锌纳米晶体修饰电极（d）和裸电极（e）；

图8为鲁米诺添加量对电致化学发光强度的影响；

图9 为Fe₃O₄-NCs浓度对电致化学发光强度的影响；

图10 为pH值大小对电致化学发光强度的影响；

图11为 电致化学发光传感器的在检测体系中电化学稳定性表现；

图12为不同BPA浓度对电致化学发光传感器的抑制所示，当BPA添加量为0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0mg/L时，检测体系的电致化学发光强度值不断下降；

图13为不同BPA浓度与电致化学发光传感器发光强度的线性关系图；

图14为CYP、DES、E₂、INN等四种抑制剂与BPA对该电致化学发光传感器的选择抑制性对比图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例一

一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器，包括工作电极，所述的工作电极包括基底、复合物层和修饰层，其基底为玻璃碳导电材料，复合层为均匀分散在所述的基底表面上的磁性Fe₃O₄纳米晶体，修饰层由修饰于复合物层表面的全氟磺酸构成，以碱性鲁米诺溶液为电解液，构建了用于检测双酚A的电致化学发光传感器，其制备方法如图1所示，包括以下步骤：

（1）Fe₃O₄纳米晶体（Fe₃O₄-NCs）的制备

A．制备油酸铁前驱液：称取2.53g的FeCl₃·6H₂O溶于25mL的二次水中；取8.86mL的油酸溶于32mL的乙醇中；将上述两溶液混合加入到三口烧瓶中，在70℃下搅拌4小时，溶液分为两层，将包含油酸铁复合物的上层用去离子水在分液漏斗中洗涤3次，然后真空条件下脱除正己烷，得到蜡状固体即为油酸铁复合物；

B．将1mL的油酸铁复合物，3mL的正三辛胺（TOA）溶解于8mL的十八烯（ODE）中，将混合液放入在三口烧瓶中，在100℃下抽真空1小时，然后在氮气保护条件下，将反应温度以每分钟10℃的速率升至 320℃，反应0.5h，得到 Fe₃O₄-NCs原溶液；

C．在Fe₃O₄-NCs原溶液中分别加入20mL的氯仿和20mL的乙醇，于3000 g离心10min，去除上清液后，将沉淀重新分散至氯仿中，得到Fe₃O₄-NCs溶液；

首先通过洛伦兹透射电镜，对制备的Fe₃O₄-NCs的形态形貌进行微观表征。如图2Fe₃O₄-NCs的透射电子显微镜图 (TEM)所示，合成的四Fe₃O₄-NCs分散良好、大小均一，尺寸约为22.0nm，其良好的分散性有利于电化学性质的稳定，使构建的电致化学发光传感器具有较好的稳定性和重复性。同时，由图3可知，Fe₃O₄-NCs的荧光激发波长、发射波长分别为300 nm和590nm，由此可以推出制备的Fe₃O₄-NCs是具有一定荧光特性的纳米颗粒，其存在条件下，对鲁米诺电致化学发光反应体系具有一定的增敏作用。进一步从图4中可以看出，Fe₃O₄-NCs的超顺磁性决定了其呈现特定的指向而不发生聚集凝团，这有利于其在电极表面分散均匀，从而使制备的电致化学发光传感器性质较为稳定；

（2）电致化学发光传感器的制备

A．将玻碳电极用粒径为0.05~0.07μm的氧化铝浆进行打磨抛光，然后分别用乙醇和超纯水中冲洗电极表面污物，晾干备用；其中氧化铝浆为氧化铝粉末与超纯水按质量比1：1混合制得；

B．吸取5.0μL 浓度为4-12 mg/mL的分散均匀的Fe₃O₄-NCs溶液滴在玻碳电极表面，待室温下自然晾干后，将5~10μL 体积浓度为的1%的全氟磺酸乙醇溶液（全氟磺酸乙醇溶液为全氟磺酸与乙醇体积比为1:100）滴涂于玻碳电极表面，自然晾干后，采用0.1M PBS缓冲液淋洗干净电极表面未吸附试剂材料，晾干后得到工作电极Nafion/Fe₃O₄-NCs/GCE，即为用于检测双酚A的电致化学发光传感器，存于4℃冰箱备用。将Nafion/GCE、Nafion/ZnS/GCE、Nafion/ZnSe/GCE、Nafion/CdS/GCE和Nafion/CdTe/GCE使用同样方法进行制备以用作对比实验分析。

电致化学发光传感器的电化学表征：使用CHI660E进行电化学阻抗测试以对修饰电极表面进行电化学表征。研究表明，金属纳米晶体对鲁米诺阴极电致化学发光或阳极电致化学发光具有较好的增强性能；因此，本实验首先采用循环伏安法及相应的电致化学发光分析法用于不同金属纳米晶体与Fe₃O₄-NCs修饰电极之间的对比分析、表征。当循环伏安法扫描电势范围为-1.8~+1.8V时，没有发现鲁米诺阴极发光，发现了鲁米诺微弱的阳极发光。如图5所示，当电势为1.58V时，裸玻碳电极的阳极电致化学发光值达到最大；当电势为1.4V时，Fe₃O₄纳米晶体、ZnS纳米晶体及ZnSe纳米晶体修饰电极的阳极电致化学发光值达到最大。对比发现，CdS纳米晶体和CdTe纳米晶体几乎不对鲁米诺阴极发光具有增敏作用。从图5中可以看出，在1.4V电势处，Fe₃O₄纳米晶体修饰电极所产生的电致化学发光强度最大，其信号值是ZnS纳米晶体修饰电极产生的电致化学发光信号值的4倍。这是由于Fe₃O₄纳米晶体的良好电化学催化作用，对鲁米诺电致化学发光产生了增敏作用。

工作电极修饰过程及电致化学发光机理可以通过电化学阻抗测试进行阐释。如图6奈斯特曲线所示，所有修饰电极均出现了半圆形弧线，半圆形弧线的竖直切线所对应的横坐标值即为修饰电极的电阻值。如图6所示，裸电极、全氟磺酸修饰电极、Fe₃O₄-NCs修饰电极、全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极所对应的电阻值分别为150.0Ω、130.0Ω、1400Ω和123.0Ω。结果表明，全氟磺酸和Fe₃O₄-NCs被成功地修饰到工作电极表面，并且全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极具有较好的电导性。分别把全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs、全氟磺酸以及Fe₃O₄-NCs修饰到裸电极表面，所得修饰电极的电阻值均低于裸电极。该结果表明，全氟磺酸和Fe₃O₄-NCs均能够有效地促进工作电极的电导率，Fe₃O₄-NCs能够促进体系的电子传递速率。从图6中还可以发现，全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极的电阻比Fe₃O₄-NCs（四氧化三铁纳米晶体）修饰电极的电阻值更低，说明全氟磺酸结合Fe₃O₄-NCs修饰电极比单纯的Fe₃O₄-NCs修饰电极具有更高的电荷转移效率，这也说明全氟磺酸的使用不仅能够起到成膜剂的作用，而且还能促进Fe₃O₄-NCs修饰电极的电子传递。此外，由图7可知，全氟磺酸/硒化锌纳米晶体修饰电极和全氟磺酸/硫化锌纳米晶体修饰电极的电阻值都比全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极的电阻值大。这说明，全氟磺酸/四氧化三铁纳米晶体修饰电极具有更高的电导率，这与图6结果一致。综上所述，全氟磺酸/四氧化三铁纳米晶体修饰电极对鲁米诺电致化学发光的增敏作用得益于其良好的电导率及电化学催化活性。因此，选择全氟磺酸/Fe₃O₄-NCs修饰电极进行接下来的优化实验。

具体实施例二

电致化学发光体系的优化

1、鲁米诺添加量对电致化学发光强度的影响

作为电致化学发光前体物质，鲁米诺浓度对检测体系电致化学发光强度的影响至关重要。鲁米诺浓度太低，会影响激发态鲁米诺的生成，从而影响电致化学发光效率；鲁米诺浓度过高，会影响电致化学发光传感器稳定性及灵敏性，并且不利于鲁米诺电致化学发光信号值的放大。从图8鲁米诺浓度对电致化学发光强度的影响中可以看到，当鲁米诺溶液（浓度为5.0×10-5 M，溶于0.01 M氢氧化钠）的添加量从0.0增加至160.0μL时，体系的电致化学发光信号值迅速增加，并在160.0μL处达到最大值（1560a.u.）；当鲁米诺浓度继续增大时，检测体系的电致化学发光信号值又不断下降，并且检测仪器噪声值上升。因此，浓度为5.0×10-5 M的鲁米诺溶液的添加量选择160.0μL。

2、Fe₃O₄-NCs浓度对电致化学发光强度的影响

作为鲁米诺电致化学发光增敏剂，Fe₃O₄-NCs的浓度对检测体系的灵敏度具有重要影响。Fe₃O₄-NCs浓度过低，会导致修饰电极电导率下降，不利于激发态鲁米诺的生成，从而影响检测体系的光信号值的放大；Fe₃O₄-NCs浓度太高，修饰电极表面的修饰层厚度会变大，不仅增大了电阻值，而且容易脱落，从而影响检测体系的稳定性。因此，我们对Fe₃O₄-NCs的浓度进行了优化。结果，如图9所示，当Fe₃O₄-NCs浓度从1.0 mg/mL增至8.0 mg/mL时，检测体系的电致化学发光强度不断增大，且在8.0 mg/mL时达到最大值；当Fe₃O₄-NCs浓度继续增大时，检测体系的电致化学发光强度迅速降低。因此，Fe₃O₄-NCs的浓度选择8.0 mg/mL。

3、pH对电致化学发光强度的影响

由于鲁米诺电致化学发光是一个pH依赖型反应，当pH值过低时，不利于鲁米诺的水解电离，从而影响电致化学发光反应的进行；当pH值过高时，不仅BPA结构会被破坏，而且检测体系的背景发光值会上升，降低传感器的灵敏度，因此实验探讨了pH为7.0~12.0时对检测体系电致化学发光强度的影响。由图10可知，当检测体系pH为7.0~11.0时，电致化学发光强度随着体系pH值的增加而变大，并在11.0处取得最大值；当检测体系pH继续增大时，电致化学发光强度迅速下降，且检测体系的背景发光值快速上升。因此，pH值选择11.0。

具体实施例三

利用上述具体实施例一以及具体实施例二优化条件下制备得到的用于检测双酚A的电致化学发光传感器检测双酚A浓度的方法，具体步骤如下：以电致化学发光传感器为工作电极，铂丝电极为辅助电极（对电极），Ag/AgCl(AgCl饱和过的KCl饱和溶液)为参比电极***到电解池相应的孔槽中，将电解池置于电致化学发光检测仪暗箱中光电倍增管正上方。实验采用循环伏安法（CV），光电倍增管负高压设置为500V，测试电压范围为0~+1.8V（vs. Ag/AgCl），扫描速率为100mV/s。测试在室温条件下进行，测试前，取2mL超纯水于电解池中，调节电致化学发光体系pH为11.0，在电致化学发光体系中加入160微升浓度为5×10^{- 5}M的鲁米诺水溶液。在电解池中加入双酚A使其浓度为0，0.02，0.05，0.1，0.4，0.5，1.0，2.0，5.0mg/L，对以上体系进行电化学发光测试，以电致化学发光强度（ECL intensity）作为定量分析对象。

电致化学发光传感器的稳定性和重复性对其实际应用具有重要意义。在最佳优化条件下，采用循环伏安法对该电致化学发光传感器进行连续15次扫描。

如图11所示，在0.0–1.8 V电势下，15次扫描电致化学发光信号强度值非常稳定（RSD<0.42%），表明制备的电致化学发光传感器稳定性良好。此外，采用相同的方法制备了五个电极用来测试该检测方法的重复性，结果表明，在BPA存在下，采用五个电极的电致化学发光信号值较为稳定（RSD=3.6%）；三周后，该电致化学发光传感器的发光信号响应值仍能达到原始值的96.2%。结果表明，建立的电致化学检测方法具有较好的稳定性、重复性，能够应用于BPA的实际检测。

如图12所示，当BPA添加量为0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0mg/L时，检测体系的电致化学发光强度值不断下降。

如图13所示，以BPA浓度值的对数值Log（C_BPA）为横坐标、以发光强度值为纵坐标进行线性拟合分析。可以看出，当BPA浓度在0.02~5.0mg/L范围内时，BPA浓度值的对数值与检测体系的发光强度值之间呈现良好的线性关系，线性相关系数为0.9972。在0.02mg/L~5.0mg/L的线性范围内，进一步稀释BPA浓度，以信噪比为3（S/N=3）作为标准，测得该方法的检测限可以达到0.66μg/L。

具体实施例四

电致化学发光传感器对双酚A结构类似物的选择性测试

以电致化学发光传感器为工作电极，铂丝电极为辅助电极，Ag/AgCl为参比电极***到电解池相应的孔槽中，将电解池置于电致化学发光检测仪暗箱中光电倍增管正上方。实验采用循环伏安法（CV），光电倍增管负高压设置为500V，测试电压范围为0~+1.8V（vs.Ag/AgCl），扫描速率为100mV/s。测试在室温条件下进行，测试前，取2mL超纯水于电解池中，调节电致化学发光体系pH为11.0，在所述电致化学发光体系中加入160微升浓度为5×10^-5M的鲁米诺水溶液。在电解池中加入双酚A（BPA），己烷雌酚（INN），β***（E2），己烯雌酚（DES），氯氰菊酯（CYP）使其浓度均为2.0 mg/L，对以上体系进行电化学发光测试。以(I₀-I)/I₀定义为抑制率，其中，I₀表示抑制剂不存在时，检测体系的电致化学发光强度值；I表示抑制剂存在时，检测体系的电致化学发光强度值。在最佳的检测条件下，实验对比测试了CYP、DES、E₂、INN等四种抑制剂与BPA对该电致化学发光传感器的选择抑制性。

如图14所示，BPA对该电致化学发光传感器发光强度的抑制率为97.4%，抑制效果最为显著；INN对该电致化学发光传感器发光强度的抑制率为1.9%，抑制效果不显著；CYP、DES和E₂对该电致化学发光传感器的发光强度不仅没有抑制，反而产生了增益效果。结果表明，通过控制氧化电势范围，该电致化学发光传感器对BPA有较好的选择抑制性，在干扰物存在条件下，仍能发挥较好的应用效果。

具体实施例五

为了衡量建立的电致化学发光传感器在实际样品中的检测应用效果，进行了基质加标实验。

自来水取自宁波大学，江水取自宁波甬江。采得的水样首先使用0.45μm滤膜过滤除杂之后，使用浓度为1.0 M 的NaOH溶液调节pH值至11.0备用。基质加标实验所采用的浓度分别为0.01、0.1、0.2 mg/L。

表1实际样品中加标回收实验

针对自来水和江水两种实际样品，进行了加标回收实验（n=3）以验证该电致化学发光传感器在实际应用中的表现。方法的准确度和精密度可以用加标回收率和平行样品之间的相对标准偏差进行评价。如表1示，在江水样品中，当添加浓度为0.01、0.1、0.2mg/L时，回收率在96.0%~101.2%之间，平行之间的相对标准偏差低于4.6%；在自来水中，当添加浓度为0.1、1.0、5.0μg/L时，回收率在99.0%~105.0%之间，平行样品之间的相对标准偏差低于4.6%。结果表明，制备的电致化学发光传感器对江水和自来水中的BPA检测具有较好的准确度和精密度。

综上所述，本发明以磁性Fe₃O₄纳米晶体（Fe₃O₄-NCs）为催化剂，全氟磺酸（Nafion）为成膜剂，玻璃碳电极（Glassy carbon electrode，GCE，3.0mm）为工作电极，制备了Nafion/Fe₃O₄-NCs/GCE修饰电极；以碱性鲁米诺溶液为电解液，构建了一种新型电致化学发光传感器并成功应用于环境水样中BPA的特异性检测。结果表明，与硫化锌、硒化锌、硫化镉和锑化镉纳米颗粒相比，合成的分散良好、具有优良超顺磁性的四氧化三铁纳米晶体在+1.6V电势下，能够显著增强碱性鲁米诺体系的阳极电致化学发光。通过控制电势电位，在最佳检测体系条件下，该电致化学发光传感器对BPA具有较好的选择抑制性，检测线性范围为0.01~50.0 mg/L (r=0.9972)，检测限为0.66 μg/L。实际样品加标回收率为96.0%~105.0%，相对标准偏差小于4.8%。结果表明，该电致化学发光传感器制备工艺较为简单、检测结果稳定，具有较好的准确度和精密度，能够满足水样中BPA的检测需求，为电致化学发光传感技术在环境水及饮用水质量监控领域的应用提供了新思路。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器，包括工作电极，所述的工作电极包括基底、复合物层和修饰层，其特征在于：所述的基底为玻璃碳导电材料，所述的复合物层为均匀分散在所述的基底表面上的磁性Fe₃O₄纳米晶体，所述的修饰层由修饰于复合物层表面的全氟磺酸构成，以碱性鲁米诺溶液为电解液，构建了用于检测双酚A的电致化学发光传感器。

2.一种权利要求1所述的用于检测双酚A的电致化学发光传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）Fe₃O₄纳米晶体的制备

A．制备油酸铁前驱液：称取2.53g的FeCl₃·6H₂O溶于25mL的二次水中；取8.86mL的油酸溶于32mL的乙醇中；将两溶液混合加入到三口烧瓶中，在70℃下搅拌4小时，溶液分为两层，将包含油酸铁复合物的上层用去离子水在分液漏斗中洗涤3次，然后真空条件下脱除正己烷，得到蜡状固体即为油酸铁复合物；

B．将1mL的油酸铁复合物，3mL的正三辛胺溶解于8mL的十八烯中，将混合液放入在三口烧瓶中，在100℃下抽真空1小时，然后在氮气保护条件下，将反应温度以每分钟10℃的速率升至 320℃，反应0.5h，得到 Fe₃O₄-NCs原溶液；

C．在Fe₃O₄-NCs原溶液中分别加入20mL的氯仿和20mL的乙醇，于3000 g离心10 min，去除上清液后，将沉淀重新分散至氯仿中，得到Fe₃O₄-NCs溶液；

（2）电致化学发光传感器的制备

A．将玻碳电极用粒径为0.05~0.07μm的氧化铝浆进行打磨抛光，然后分别用乙醇和超纯水冲洗电极表面污物，晾干备用；其中氧化铝浆为氧化铝粉末与超纯水按质量比1：1混合制得；

B．吸取5.0μL 浓度为4-12 mg/mL的分散均匀的Fe₃O₄-NCs溶液滴在玻碳电极表面，待室温下自然晾干后，将5~10μL 体积浓度为的1%的全氟磺酸乙醇溶液滴涂于玻碳电极表面，自然晾干后，采用0.1M PBS缓冲液淋洗干净电极表面未吸附试剂材料，晾干后得到工作电极Nafion/Fe₃O₄-NCs/GCE，即为用于检测双酚A的电致化学发光传感器，存于4℃冰箱备用。

3.根据权利要求2所述的一种用于检测双酚A的电致化学发光传感器的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的Fe₃O₄-NCs溶液浓度为8 mg/mL。

4.一种应用权利要求1所述的用于检测双酚A的电致化学发光传感器检测双酚A的方法，其特征在于具体步骤如下：以电致化学发光传感器为工作电极，铂丝电极为辅助电极，Ag/AgCl为参比电极***到电解池相应的孔槽中，将电解池置于电致化学发光检测仪暗箱中光电倍增管正上方；实验采用循环伏安法，光电倍增管负高压设置为500V，测试电压范围为0~+1.8V，扫描速率为100mV/s；测试在室温条件下进行，测试前，取2mL超纯水于电解池中，调节电致化学发光体系，在所述电致化学发光体系中加入160微升浓度为5×10^-5M的鲁米诺水溶液，然后在电解池中加入待测双酚A溶液，对其体系进行电化学发光测试，根据电化学发光强度与双酚A浓度的定量关系，确定待测样品中双酚A的浓度。

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