甲醛电化学检测系统和工作电极制备方法及甲醛检测方法

摘要

本发明公开了甲醛电化学检测系统，它的第一连接通道的一端与第一容器连通，第二连接通道的一端与第二容器连通，第一连接通道的另一端与第二连接通道的另一端之间通过离子交换膜连通，工作电极和参比电极位于第一容器内，对电极位于第二容器内，工作电极的通信端口连接信号调理电路的电流正极测量控制端口，对电极的通信端口连接信号调理电路的电流负极测量控制端口，参比电极的通信端口连接信号调理电路的电位状态稳定端口，信号调理电路的信号输出端连接信号处理器的信号输入端。本发明利用电解电流信号与甲醛的浓度之间良好的线性关系，使得本发明能较快的检测出食品中甲醛的含量，即使食品中只具有微量的甲醛也能检测出来。

主权项

一种甲醛电化学检测系统，其特征在于：所述甲醛电化学检测系统包括工作电极(1)、参比电极(2)、对电极(3)、第一容器(4)、第二容器(5)、信号调理电路(6)、信号处理器(7)、第一连接通道(8)、第二连接通道(9)，其中，所述第一连接通道(8)的一端与第一容器(4)连通，第二连接通道(9)的一端与第二容器(5)连通，所述第一连接通道(8)的另一端与第二连接通道(9)的另一端之间通过离子交换膜(10)连通，所述工作电极(1)和参比电极(2)位于第一容器(4)内，所述对电极(3)位于第二容器(5)内，所述工作电极(1)的通信端口连接信号调理电路(6)的电流正极测量控制端口，所述对电极(3)的通信端口连接信号调理电路(6)的电流负极测量控制端口，所述参比电极(2)的通信端口连接信号调理电路(6)的电位状态稳定端口，上述信号调理电路(6)的信号输出端连接信号处理器(7)的信号输入端，所述工作电极(1)为酶和质子交换膜及多壁碳纳米管共同修饰的碳糊电极，参比电极(2)为氯化银参比电极，对电极(3)为铂丝电极；所述甲醛电化学检测系统中工作电极的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将1～50克的多壁碳纳米管在质量百分比浓度为20～35％的硝酸溶液中通过水浴锅加热至80℃，并将80℃的多壁碳纳米管在上述硝酸溶液中搅拌48小时，然后对装有多壁碳纳米管的上述硝酸溶液进行离心处理，将多壁碳纳米管上的杂质分离下来，离心处理结束后倒去含有上述多壁碳纳米管杂质的硝酸溶液，取出多壁碳纳米管，用水将多壁碳纳米管洗至中性，然后将多壁碳纳米管烘干，得到纯化的多壁碳纳米管；步骤2：将碳黑与固体石蜡按3比1的质量比例在研钵中研磨均匀，对碳黑和固体石蜡的混合粉末进行加热，使混合粉末中的固体石蜡粉末熔融，碳黑粉末嵌在熔融的石蜡中，将嵌有碳黑粉末的熔融石蜡装入玻璃毛细管中，并向嵌有碳黑粉末的熔融石蜡中插入铝丝，嵌有碳黑粉末的熔融石蜡凝固后形成碳糊电极，并将该碳糊电极从玻璃毛细管中取出；步骤3：取1～20mg的上步骤1中纯化的多壁碳纳米管超声分散于1～20mL二重蒸馏水中得到浓度范围为0.1～5g/L的多壁碳纳米管溶液，用微量注射器取10～100μL浓度范围为0.1～5g/L的多壁碳纳米管溶液加入到10～100μL质量百分比浓度范围为0.01～1％的质子化乙醇溶液中进行超声分散处理，形成均匀溶液，取1～20μL的该均匀溶液涂覆到所述碳糊电极表面，放置5～10min使上述均匀溶液挥发，并形成膜，将碳糊电极表面烘干制成质子交换膜及多壁碳纳米管共同修饰的碳糊电极；步骤4：称取1～3mg的甲醛脱氢酶和0.1～10mg的壳聚糖溶于100～300μL摩尔浓度为0.01～0.5mol/L的磷酸缓冲液中，向上述磷酸缓冲液中加入5～30μL质量百分数为1～10％的戊二醛交联剂并混合均匀，形成混合液，将5～30μL的上述混合液涂覆在步骤3中得到的质子交换膜及多壁碳纳米管共同修饰的碳糊电极上，涂覆在质子交换膜及多壁碳纳米管共同修饰的碳糊电极上的混合液在质子交换膜及多壁碳纳米管共同修饰的碳糊电极表面自然干燥成膜，即形成酶和质子交换膜及多壁碳纳米管共同修饰的碳糊电极。