專利名稱：一種一氧化氮傳感器的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種一氧化氮傳感器的制備方法，屬于電化學領域。
背景技術：
一氧化氮是重要的生物活性信使分子，對生物體的生理過程起著重要的調節 作用，如是血管舒張信使分子，能夠防止血小板凝聚及具有免疫功能等。缺乏N0 可能導致糖尿病，心血管疾病與其他疾病。 一氧化氮十分活躍且不穩定，半衰期 短(5-60s),因此其測定非常困難。目前，常用于檢測一氧化氮的方法有化學發 光法，紫外-可見光譜法，熒光光譜法，電子自旋共振光譜法，電化學方法等。 在所有的方法中，電化學方法具有操作簡單，靈敏度高，選擇性好，又可實現實 時、原位檢測的優點，而廣泛地應用在生物醫學中，并成為現代生物醫學中一氧 化氮的重要研究工具。常見的電極有玻碳電極、金電極和鉑電極，電極修飾材料 一般有金屬卟啉類化合物、金屬酞菁類化合物、席夫堿金屬配合物及其它如鄰苯 二胺類高分子材料和納米材料等。但是這些材料一般價格昂貴，極大地限制了大 規模的實際應用。
發明內容
本發明目的就是提供一種一氧化氮傳感器的制備方法，制作出一種利用表面 活性劑在碳糊電極表面的疏水吸附來檢測一氧化氮的電化學傳感器，該方法制備 的一氧化氮傳感器不但具有穩定性好的特點，而且該方法所用成本低廉、工藝簡 單、便于大規模工業應用。
實現本發明目的采用的技術方案是 一氧化氮傳感器的制備方法包括以下 步驟將石墨粉與石蠟油混合調成糊狀，然后擠入到聚四乙烯管或玻璃管中，并 引出銅線制作成碳糊電極，將制備的碳糊電極打磨光滑，于十六烷基三甲基溴化 胺溶液中浸泡充分，然后取出在水中蕩洗，自然涼千即為十六烷基三甲基溴化胺
膜電極，最后取陽離子交換樹脂Nafion溶液滴到十六垸基三甲基溴化胺膜電極 表面，制得十六烷基三甲基溴化胺和Nafion修飾碳糊電極的一氧化氮傳感器。
上述將制備的碳糊電極在稱量紙上打磨光滑后置于十六烷基三甲基溴化胺 溶液中浸泡。上述將石墨粉與石蠟油以100/16毫克/微升的比例混合調成糊狀，然后擠 入到聚四乙烯管或玻璃管中，并引出銅線制作成碳糊電極，將制備的碳糊電極打 磨光滑，于O.Ol mol/L十六烷基三甲基溴化胺溶液中浸泡20秒，然后取出在水 中蕩洗30秒，自然涼干即為十六烷基三甲基溴化胺膜電極，最后取2微升0.1% Nafion溶液滴到表面，制得十六垸基三甲基溴化胺和Nafion修飾碳糊電極的一 氧化氮傳感器。
本發明是基于表面活性劑在碳糊電極表面的疏水吸附來制備電化學傳感器， 然后滴涂Nafion來提高一氧化氮傳感器的抗干擾能力和穩定性。制得的一氧化 氮傳感器的電流響應與N0濃度在3.6 x 10—8 1.8 x l(T5 mol/L范圍內呈現良 好的線性關系，相關系數為0.9994，檢測限為1.8 x 10—8mol/L。此傳感器用于 小鼠肺血細胞在藥物刺激和抑制下NO釋放量的測量，結果令人滿意。 本發明制備的一氧化氮微型傳感器的突出特點是
1. 該傳感器的穩定性和重現性好，線性范圍寬，相對于其他的常規一氧化 氮傳感器而言，該傳感器的檢測限低。
2. 該傳感器的靈敏度高，響應時間可以低至3秒。
3. 相對于眾多合成的昂貴試劑而言，表面活性劑具有價格便宜、穩定性和 生物相溶性好等優點。
4. 該發明的制備工藝簡單，可以實現工業化生產，在檢測一氧化氮時操作 方便，適用于生物醫療等實際應用。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明。 圖1為不同修飾電極在含N0磷酸緩沖液(PBS， 0. lmol/L， pH=7. 4)中的循 環伏安圖。
圖2是Naf ion/CTAB/CPE的一氧化氮傳感器在連續加入不同濃度N0的安培響應。
圖3為圖2中NO的穩態響應電流與濃度之間的關系曲線圖。
圖4為本發明制備的一氧化氮傳感器監測小鼠肺組織中的一氧化氮釋放過程。
具體實施例方式
將光譜純石墨粉與石蠟油以100毫克/16微升的比例混合調成糊狀，擠入到 一支自制的聚四乙烯管中，并用銅線引出導電。將該電極在稱量紙上打磨光滑，于0.01 mol/L CTAB溶液中浸泡20秒，取出在水中蕩洗30秒，自然涼干即為 CTAB/CPE。用微量注射器取2微升0. 1% Nafion溶液滴到CTAB膜電極表面，制 備Nafion/CTAB/CPE —氧化氮傳感器。
在圖1所示的循環伏安圖中，曲線c顯示N0在裸碳糊電極(CPE)上無氧化峰。 曲線a顯示用CTAB修飾CPE后，在0. 60 V處出現一個高氧化峰，峰形尖銳，峰 電流達56微安。曲線b顯示為進一步加涂Nafion膜后，峰電流下降30%，但峰 電位負移20 mV，同時在0.73 V處有一弱氧化峰，該峰為一氧化氮擴散峰。若 將電極轉移至空白磷酸緩沖中第一圈掃描，峰I保留，峰II消失。通過這些比較 發現，CTAB膜對NO的氧化呈現良好的電催化活性和增敏作用。
在圖2所示的安培響應圖中，曲線a、 b、 c分別為Nafion/CTAB/CPE修飾的 一氧化氮傳感器加入NO濃度為3. 6 x 10_8 mol/L mol/L、 1. 8 x 10—7 mol/L、 1. 8 x 10—6 mol/L的安培響應。由圖可見，加入不濃度一氧化氮后，傳感器電流響應 均迅速增加并在較快的時間內達到穩態。N0的穩態響應電流與濃度之間的關系 曲線如圖3所示，結果表明傳感器的電流響應與N0濃度在3.6x10—8 1.8xl(T5 mol/L范圍內呈現良好的線性關系,I(納安)=2.2476 + 84. 3607XCN。(Mmol/L)， 相關系數為0. 9994;檢測限為1. 8x10—8 mol/L。
圖4為使用本發明制備N0傳感器監測小鼠肺組織中NO的釋放過程。當PBS 溶液中加入l.O mmol/L N0的前體物L-精氨酸(L-Arg)時，傳感器電流響應緩 慢(曲線a)。當傳感器插入肺組織樣(20 mg肺臟組織/1.0 mL PBS)中響應時 間達200秒時，向其中加入1. 0 mmol/L N0的前體物L-Arg，觀察到電流響應明 顯，約80秒后電流響應達到一個穩態值(曲線b)。表明肺組織中一氧化氮合酶 (NOS)在L-Arg的刺激下能連續釋放N0，根據前面得到的傳感器的靈敏度值可 估算出肺組織中釋放N0的濃度為1. 4 u mol/L。
權利要求
1. 一種一氧化氮傳感器的制備方法，其特征在于包括以下步驟將碳糊電極打磨光滑，于十六烷基三甲基溴化胺溶液中浸泡充分，然后取出在水中蕩洗，自然涼干即為十六烷基三甲基溴化胺膜電極，最后取Nafion溶液滴到十六烷基三甲基溴化胺膜電極表面，制得十六烷基三甲基溴化胺和Nafion修飾碳糊電極的一氧化氮傳感器。
2. 根據權利要求1所述一氧化氮傳感器的制備方法，其特征在于將制備的碳 糊電極在稱量紙上打磨光滑后置于十六烷基三甲基溴化胺溶液中浸泡。
3. 根據權利要求1或2所述一氧化氮傳感器的制備方法，其特征在于碳糊電 極是將石墨粉與石蠟油混合調成糊狀，然后擠入到聚四乙烯管或玻璃管中， 并引出銅線制成。
4. 根據權利要求3所述一氧化氮傳感器的制備方法，其特征在于將石墨粉與 石蠟油以100/16毫克/微升的比例混合調成糊狀，然后擠入到聚四乙烯管或 玻璃管中，并引出銅線制作成碳糊電極，將制備的碳糊電極打磨光滑，于O.Ol mol/L十六烷基三甲基溴化胺溶液中浸泡20秒，然后取出在水中蕩洗30秒， 自然涼干即為十六烷基三甲基溴化胺膜電極，最后取2微升0. 1% Nafion溶 液滴到表面，制得十六垸基三甲基溴化胺和Nafion修飾碳糊電極的一氧化氮 傳感器。
全文摘要
本發明公開了一氧化氮傳感器的制備方法，該方法先將石墨粉與石蠟油混合調成糊狀，然后擠入到聚四乙烯管或玻璃管中，并引出銅線制作成碳糊電極，將制備的碳糊電極打磨光滑，于十六烷基三甲基溴化胺溶液中浸泡充分，然后取出在水中蕩洗，自然晾干即為十六烷基三甲基溴化胺膜電極，最后取Nafion溶液滴到十六烷基三甲基溴化胺膜電極表面，制得十六烷基三甲基溴化胺和Nafion修飾碳糊電極的一氧化氮傳感器。制得的傳感器具有價格便宜、制備工藝簡單，工藝參數較易控制，具有廣泛的生物醫學應用前景。
文檔編號G01N27/407GK101430302SQ20081023694
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者張小林, 彭艷芬, 胡成國, 胡勝水 申請人:武漢大學