动物源性食品中的兽药残留严重危害人类的健康,氯霉素(抗生素类药物)、己烯雌酚(激素类药物)、沙丁胺醇(激动剂类药物)是三种动物产品生产过程中常用的兽药,许多国家和地区相继禁止或严格限制其在动物生产中的应用,我国农业部也于1999年9月13日发布了《动物性食品中兽药最高残留限量》的通知,规定上述兽药在所有食品动物的可食用组织中不得检出。当前国内外针对兽药残留的检测手段主要是以HPLC、GC-MS为代表的仪器分析技术,以及以ELISA为代表的免疫检测技术,但尚无能够同时满足快速检测、精确定量的便携式兽药检测仪器。电化学传感器具有快速、精确的优势,是兽药残留检测领域的重要发展方向。传统的电化学传感器多以金属电极为换能器,检测操作后需要进行复杂的电极处理才可重新使用,且检测的特异性及精确性受到限制;部分以化学合成膜为感受器的电化学传感器解决了特异性及精确性的难题,但是膜再生与更换操作流程复杂,仍然难以实现对大量样品的检测,膜感受器与电极换能器之间的信号传导往往不够理想。本论文采用一次性丝网印刷电极为传感器的换能器,在换能器上原位制备针对不同兽药残留的特异性分子印迹膜,解决了感受器与换能器之间信号传导的难题,实现了针对大量样品的高通量精确检测。具体工作如下:1.设计并制备了基于丝网印刷技术的一次性丝网印刷电极。检测鉴定了丝网印刷电极的重复稳定性及电化学灵敏性。利用循环伏安扫描方法将丝网印刷电极条样本在Tris-HCl中进行扫描,不同丝网印刷电极间SD为0.003,CV为0.17%。以铁氰化钾为分子探针进行间接扫描,所获得的扫描曲线很平稳,峰电流值(I)随铁氰化钾浓度值(C)变化规律,二者成良好的线性关系,线性方程为I = 0.8 + 7.5 X,R = 0.98958,SD = 0.055774,P<0.0001,铁氰化钾浓度和峰电流之间呈现良好的线性相关性。检测结果表明,丝网印刷电极性能稳定,重现性及电化学灵敏性良好,符合高通量传感器对换能器的要求。2.采用紫外光引发快速聚合技术制备了针对氯霉素、己烯雌酚、沙丁胺醇的分子印迹物,并研究了其吸附特性。利用Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程、Langergen准二级动力学方程研究了分子印迹物针对目标分子的吸附学特征。氯霉素分子印迹物对氯霉素的最大表观吸附量为32.158μmol/g,吸附平衡常数为21.201;己烯雌酚分子印迹物对己烯雌酚的最大表观吸附量为27.701μmol/g,吸附平衡常数为13.079;沙丁胺醇分子印迹物对沙丁胺醇的最大表观吸附量为14.549μmol/g,吸附平衡常数为6.905。分子印迹物针对目标分子的吸附特性均符合Freundlich多分子层吸附模型。结果表明,三种分子印迹物对目标分子均具有高吸附容量与选择识别特异性,能够选择性吸附目标兽药分子,可以作为电化学传感器的敏感元件材料。3.应用原位聚合方法在一次性丝网印刷电极上分别聚合修饰了针对氯霉素、己烯雌酚、沙丁胺醇的分子印迹膜,并对其表征进行了研究分析。采用SEM场发射扫描电镜、AMF原子力显微镜对分子印迹膜进行了表征观察,观察到膜表面存在特殊的空穴状区域,膜表面光滑平整。采用红外-拉曼光谱法研究了分子印迹物的结构特性,与对照化合物比较发现,三种分子印迹物均存在不同程度的—OH振动,表明分子印迹物上有氢键形成,间接证明了分子印迹空穴的存在。结果表明,分子印迹膜上存在特异性识别区域,形成了预期中的分子印迹空穴,实现了分子印迹物与丝网印刷电极的良好结合。4.使用电化学传感器进行了实际检测,并对其检测性能进行了检验。电化学传感器检测氯霉素的标准曲线为y = 8.44597 + 1.00268 x,线性范围0.5 - 10 mg / L,检出限0.098 mg / L,回收率94.3% - 98.5%,批内检测SD = 0.044,批间检测SD = 0.031;电化学传感器检测己烯雌酚的标准曲线为y = 7.3161 + 1.73252 x,线性范围0.65 - 10 mg / L,检出限0.15 mg / L,回收率92% - 105%,批内检测SD = 0.021,批间检测SD = 0.032;电化学传感器检测沙丁胺醇的标准曲线为y = 8.3197 + 0.7162 x,线性范围0.4 - 10 mg / L,检出限0.08 mg / L,回收率90.5% - 108%,批内检测SD = 0.022,批间检测SD = 0.041。交叉及离子干扰实验表明强电解质离子会对检测结果产生很大干扰,故待检样品中如含有高浓度强电解质则需进行样品预处理,而对加标牛奶的检测结果证明电化学传感器可以对特定样品进行直接检测,无需样品预处理操作。检测过程需耗时3 min。结果表明,本论文中的电化学传感器检测效果灵敏、高效,使用便捷,能够实现对违禁兽药的快速、精确定量检测。