專利名稱：一種選擇性測定多巴胺的聚合物修飾電極的制備方法
技術領域：
本發明屬于電化學領域，具體涉及一種聚沒食子酸修飾電極的制備方法。
背景技術：
多巴胺(dopamine, DA，又名3-羥酪胺)作為下丘腦和腦垂體腺中的重要 兒茶酚胺類神經遞質，在體內是合成去腎上腺素的直接前體。它在健康和疾 病的控制、預防中起著重要的作用。DA含量的多少與心臟病、血壓、甲狀 腺荷爾蒙含量以及神經肌肉失調有關。對DA測定方法的研究在臨床應用以 及對其生理機制的探討具有重要的實際意義，而建立選擇性測定多巴胺的高 靈敏度的分析方法尤為重要。
電化學測定發以其速度快、靈敏度高、價格低廉、操作簡單易行等優點 得到人們的廣泛關注。但在電化學分析多巴胺過程中，多巴胺在裸電極上的 過電位較高，電極反應緩慢，氧化還原不可逆，峰形不好；多巴胺本身及其 反應物易吸附于電極表面，導致電極鈍化，靈敏度降低，不利于其分析測定； 此外和多巴胺共存的另一種生物物質抗壞血酸(ascorbic acid， AA)的氧化峰電 流與DA的非常接近，會對DA測定產生嚴重千擾。如何有效的降低DA的 氧化電位，提高其測定的準確性和選擇性是電化學測定DA的熱點和難點。
聚合物膜具有大量的活性中心(約10-1G-l(T6mOl/Cm2，相當于1-105個單 分子層)。聚合物膜修飾電極具有三維空間結構的特征，可提供許多能利用的 勢場，其活性基的濃度高、電化學響應信號大，十分有利于電催化，而且具 有較大的化學、機械和電化學的穩定性。加之制備簡單且其穩定性和重現性 好的特點，聚合物膜修飾電極在傳感器研究方面得到迅速發展。
發明內容
本發明的目的是提供一種聚沒食子酸膜修飾玻碳電極的制備方法，制作
一種新型的電化學傳感器，用于快速穩定、靈敏準確地選擇性測定DA，同 時排除AA的干擾。
本發明的目的可以通過以下措施達到
一種選擇性測定多巴胺的聚合物修飾電極的制備方法，先將玻碳電極進 行拋光、洗滌和干燥預處理，然后置于沒食子酸-硫酸溶液中，在-1.5V 0.8V 電位范圍內進行循環掃描，再放入磷酸鹽緩沖溶液中，在-0.4V 0.8V的電 位窗口中掃描循環伏安至穩定。
本發明中對玻碳電極進行拋光預處理時，分別采用l.Onm、 0.3pim和 0.05nm的，氧化鋁粉進行拋光。本發明中對玻碳電極進行洗漆預處理時，選 用分別在丙酮和二次蒸餾水中過時進行超聲洗滌。預處理中的干燥是指在室 溫下放置自然干燥。
本發明的沒食子酸-硫酸溶液為含有1.7xl0—2 2.1xl0—2 mol/L沒食子酸 的0.05 (U5 mol/L硫酸溶液，優選為含有2.0 xl0-2 mol/L沒食子酸的0.1 mol/L硫酸溶液。預處理過的玻碳電極在沒食子酸-硫酸溶液中進行循環掃描 時，掃描速度為100mV/s，循環掃描20 30圈(CHI660C電化學工作站，玻 碳電極為工作電極，鉑絲電極為輔助電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電 極)。電極在沒食子酸-硫酸溶液中掃描結束后，在放入磷酸緩沖溶液前，先 采用二次蒸餾水清洗干凈。
本發明中所述的磷酸鹽緩沖溶液的pH值為7.4，濃度為0.1M。
本發明的電極在磷酸鹽緩沖溶液中掃描結束后，還需采用二次蒸餾水洗 凈，再采用氮氣吹干，即可制得聚沒食子酸膜修飾玻碳電極。該電極一般于 fC的PBS (即磷酸鹽緩沖溶液)中保存。
本發明工藝先進，選材科學，制作方便易行。在生理pH7.4的條件下， DA以陽離子形式(pKa = 8.9)存在，AA以陰離子形式(pKa = 4.1)存在。 通過本發明的方法將沒食子酸電聚合到玻碳電極上，使得該修飾電極具有較
4高的活性基濃度，電極上的聚沒食子酸薄膜內羧基、羥基可吸引DA陽離子， 排斥AA陰離子，同時羧基和DA還可以形成氫鍵來增強電荷轉移和滲透， 既能選擇性地響應DA，又能很好地催化DA在電極上的反應，提高DA測 定的靈敏度，還可以克服DA在Nafion膜中擴散緩慢的缺點，并可以排除 AA對DA檢測的干擾。本方法測定靈敏度和選擇性高，具有很好的穩定性 和重現性；電極修飾層牢固，電極壽命長達3個月以上。
圖1為DA和AA在in pH 7.4 PBS中在裸電極上的循環伏安圖； (1):不加DA和AA; (2): 10-5 mol/L DA; (3): l(T4 mol/L AA; 圖2為DA和AA在inpH7.4PBS中在聚沒食子酸膜電極上的循環伏安圖； (1):不加DA和AA; (2): l(T5 mol/L DA; (3): l(T4 mol/L AA; 圖3為15 pmol/L DA與不同濃度的AA(pmol/L): (a) 0; (b) 100; (c) 200; (d)300; (e) 400; (f)500在聚沒食子酸膜修飾電極上的差分脈沖伏安圖； 圖4為500 nmol/L AA與不同濃度的DA(pmol/L): (a) 0; (b) 5; (c) 10; (d)15; (e) 20; (f)25在聚沒食子酸膜修飾電極上的差分脈沖伏安圖。
具體實施例方式
裸玻碳電極的預處理將玻碳電極表面分別用1.0,0.3和0.05pm Y-氧化 鋁粉拋光，再分別在丙酮和二次蒸餾水中超聲洗滌，最后將電極放置在室溫 下干燥。
聚沒食子酸膜修飾電極的制備在含2.0xl(T2 mol/L沒食子酸的O.l mol/L 硫酸溶液中，以100mV/s的掃描速度在-1.5V 0.8V電位范圍內循環掃描20 30圈(Cffl660C電化學工作站，玻碳電極為工作電極，鉑絲電極為輔助電極， 飽和甘汞電極(SCE)為參比電極)。取出用二次蒸餾水洗凈后，放入0.1MpH 7.4磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中，在-0.4V 0.8V的電位窗口中掃循環伏安至 圖形穩定，用二次蒸餾水洗凈后用氮氣吹干，制得聚沒食子酸膜修飾電極。 將該修飾電極置于PBS中4'C冰箱保存。DA的測定
將上述聚沒食子酸膜修飾玻碳電極直接用于DA的電化學測定，修飾電極 作為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為輔助電極，組成三電 極系統，將該三電極系統置于分別含1(T5 mol/L DA、 l(T5 mol/L DA+ l(T4 mol/L AA的pH7.4PBS中，電位從一0.4V至0.8V循環伏安掃描數圈以活化電極，進 行循環伏安法測定。如圖2(2)所示，在修飾電極上1(T5 md/LDA的氧化峰負移， 氧化峰與還原峰的電位差AEp為43mV，電位差A Ep比在裸電極上的減小(圖 l(l))，說明該修飾電極可以極大地提高DA電化學反應的可逆性，降低其氧化 過電位，加速非均相電子傳遞，DA在此修飾電極上的擴散系數增大，證明該 修飾電極對DA具有很好的電催化作用。而在10'Smol/LDA的PBS中，加入10'4 mol/LAA后，如圖2(3), AA只出現了極其微小且寬的氧化峰，比AA在裸電極 上的氧化峰大大減小(圖1(3))，說明該修飾電極對DA有較強的富集和催化 作用，對AA的電化學氧化有抑制作用。
在聚沒食子酸膜修飾電極上，用差分脈沖伏安法分別計錄在15pmol/LDA 中依次加入AA直至500jmiol/L (圖3)和在500(xmol/L AA依次加入DA直至 25pmol/L (圖4)的i-E曲線。差分脈沖伏安法初始電位為-0.4V，終止電位為 0.6V，電位增量0.004V，振幅0.05V，脈沖寬度0.05 s，采樣寬度0.05 s，脈沖 周期0.2s。由圖3和圖4可知，在100倍AA存在下，該修飾電極可以排除AA對 DA檢測的干擾，對DA靈敏地選擇性響應。
該修飾電極對l(T5 mol/L DA溶液連續測定10次，測得結果的RSD = 1.6%,表明該修飾電極對DA的測定有很較好的重現性。
穩定性是傳感器的一個重要的性能指標，我們通過考察聚沒食子酸膜修 飾電極的循環伏安曲線，以證明其穩定性。制備的修飾電極在冰箱中保存30 天后，氧化還原峰電流僅下降至初始時的97.8%，說明該修飾電極具有的很 好穩定性和較長的使用壽命。
權利要求
1、一種選擇性測定多巴胺的聚合物修飾電極的制備方法，其特征在于先將玻碳電極進行拋光、洗滌和干燥預處理，然后置于沒食子酸-硫酸溶液中，在-1.5V～0.8V電位范圍內進行循環掃描，再放入磷酸鹽緩沖溶液中，在-0.4V～0.8V的電位窗口中掃描循環伏安至穩定。
2、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于對所述的玻碳電極進行 拋光預處理時，分別采用l.Onm、 0.3pm和0.05pm的Y-氧化鋁粉進行拋光。
3、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于對所述的玻碳電極進行 洗滌預處理時，分別在丙酮和二次蒸餾水中超聲洗滌。
4、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的沒食子酸-硫酸 溶液為含有2.0xl(^mol/L沒食子酸的0.1mol/L硫酸溶液。
5、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于預處理過的玻碳電極在 聚沒食子酸-硫酸溶液中進行循環掃描時，掃描速度為100 mV/s，循環掃描 20 30圈。
6、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的電極在沒食子酸 -硫酸溶液中掃描結束后，在放入磷酸緩沖溶液前，先采用二次蒸餾水清洗干 凈。
7、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的磷酸鹽緩沖溶液 的pH值為7.4，濃度為0.1M。
8、 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的電極在磷酸鹽緩 沖溶液中掃描結束后，采用二次蒸餾水洗凈，再采用氮氣吹干。
全文摘要
本發明公開了一種選擇性測定多巴胺的聚合物修飾電極的制備方法，先將玻碳電極進行拋光、洗滌和干燥預處理，然后置于沒食子酸-硫酸溶液中，在-1.5V～0.8V電位范圍內進行循環掃描，再放入磷酸鹽緩沖溶液中，在-0.4V～0.8V的電位窗口中掃描循環伏安至穩定。本發明工藝先進，選材科學，制作方便易行，制得的電極既能選擇性地響應DA，又能很好地催化DA在電極上的反應，提高DA測定的靈敏度，還可以克服DA在Nafion膜中擴散緩慢的缺點，并可以排除AA對DA檢測的干擾。
文檔編號G01N27/30GK101576525SQ200910033079
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月10日 優先權日2009年6月10日
發明者偉 宋, 崔銳博, 田丹碧, 禹 陳 申請人:南京工業大學