一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于電化學分析領域，具體涉及一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]多巴胺(DA)是一種存在于神經組織和體液中的兒茶酚胺類神經遞質，是哺乳動物中樞神經系統中用來幫助細胞傳遞脈沖的重要化學物質。它在機體內的濃度變化與精神活動有直接關系，腦內多巴胺神經功能失調是帕金森癥及其他類精神疾病的重要原因。因此對其測定方法的研究具有重要意義。
[0003]目前測定多巴胺的方法多以電化學分析法、高效液相色譜法、熒光光譜法和化學發光法這幾類為主。但是樣品預處理復雜和檢測靈敏度低，分別限制了高效液相色譜法、化學發光法和熒光光譜法在實際檢測中的應用。而電化學分析法具有價格低廉、靈敏度高、操作簡單、反應速度快優點，被廣泛使用。因此開發出一種能夠檢測低濃度多巴胺的化學修飾電極對于神經生理學、相關藥物控制及疾病診斷有著重要意義。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極及其制備方法和應用，該檢測低濃度多巴胺的修飾電極是以玻碳電極為基底電極，在玻碳電極上附著聚兩性離子液體修飾的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)納米片，由于聚兩性離子液體表面有-S03—的存在，改變了材料表面的電荷性質，優化了電子傳輸模式，使這種納米材料修飾電極在檢測低濃度DA方面表現出了較寬的線性范圍(40-1220nM)，較低的檢出限(I7.3nM)以及較好的選擇性和靈敏度，因此該修飾電極能夠檢測低濃度多巴胺，具有較高的選擇性、穩定性、抗干擾性能以及較寬的線性范圍等優點。
[0005]本發明實現上述目的所采用的技術方案如下:
[0006]—種檢測低濃度多巴胺的修飾電極，所述修飾電極是聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)修飾的玻碳電極，具體為以玻碳電極為基底電極，在玻碳電極上附著聚兩性離子液體修飾的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/G0)納米片。
[0007]所述的一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極，所述聚兩性離子液體為聚1-乙烯基-3-磺酸丙基咪唑鹽(VIPS)。
[0008]—種檢測低濃度多巴胺的修飾電極的制備方法，包括如下步驟:
[0009](I)聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)納米片的制備
[0010]在超聲福射的條件下，將啦略原位化學聚合在于Hummers法制備的氧化石墨稀納米片上，得聚啦略/氧化石墨稀(PPy/GO)納米片；
[0011](2)聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)納米片的制備
[0012]將1-乙烯基-3-丙烷磺酸基咪唑鹽(VIPS)和偶氮二異丁腈(AIBN)分散于乙醇中，再向體系中加入N-乙稀基咪卩坐型離子液體/聚P比略/氧化石墨稀(ILs/PPy/GO)納米片，超聲分散，得混合物；
[0013]將混合物于油浴鍋中，在氮氣持續保護下冷凝回流反應；
[0014]反應結束后，用蒸餾水和乙醇對冷凝回流反應產物進行多次洗滌，離心，將離心后所得產物真空干燥24h，最后得黑色聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)納米片；
[0015](3)稱取聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/G0)納米片，超聲分散于無水乙醇中，即得分散均勻的復合修飾劑；
[0016](4)將分散均勻的復合修飾劑滴涂于干凈的玻碳電極(GCE)表面，室溫下干燥，SP得聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/G0)修飾的玻碳電極。
[0017]所述的制備方法，步驟(2)所述1-乙烯基-3-丙烷磺酸基咪唑鹽(VIPS)和N-乙烯基咪挫型離子液體/聚啦略/氧化石墨稀(ILs/PPy/GO)納米片的質量比為5:1。
[0018]所述的制備方法，步驟(2)超聲分散時長為5?lOmin。
[0019]所述的制備方法，步驟(2)油浴鍋的溫度為65°C_75°C，冷凝回流反應時長為3?6h0
[0020]所述的制備方法，步驟(2)中N-乙烯基咪唑型離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(ILs/PPy/GO)納米片為N-乙稀基咪卩坐型離子液體修飾的聚卩比略/氧化石墨稀(PPy/GO)納米片，具體制備方法如下:
[0021]a.通過I，4_二溴丁烷與步驟(I)制備的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)在DMF中發生取代反應制得PPy/GO-(CH2)4Br納米片；
[0022]b.通過N-乙烯基咪唑與PPy/GO-(CH2)4Br納米片在DMF中發生電離反應制得N-乙烯基咪唑型離子液體修飾的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/G0)納米片。
[0023]所述的制備方法，步驟(2)中1-乙烯基-3-丙烷磺酸基咪唑鹽(VIPS)是通過N-乙烯基咪唑和I，3_丙烷磺內酯電離反應制得。
[0024]一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極在定量檢測多巴胺上的應用。
[0025]所述的應用，將檢測低濃度多巴胺的修飾電極作為工作電極，以Ag/AgCl電極為參比電極，以鉑電極為輔助電極，組成三電極系統，在PH為7.0的磷酸緩沖溶液中實現對低濃度多巴胺的檢測。
[0026]本發明與現有技術相比，具有如下顯著優點:
[0027]本發明制備的修飾電極，由于聚兩性離子液體(PVIPS)骨架末端-S03—的存在，改變了材料表面的電荷性質，使得PVIPS/PPy/GO納米片表現出較強的負電性質，能夠將溶液中顯正電的DA分子富集于工作電極表面，優化了電子傳輸模式，即優化了電催化氧化DA分子的電子傳輸過程，在接近人體液酸堿度的條件下，實現了對超低濃度DA的檢測。
[0028]本發明制備的修飾電極，表現出了較高的選擇性、較好的穩定性、較強的抗干擾性能以及較寬的線性范圍等優點。
[0029]本發明制備的修飾電極使得納摩爾濃度DA的檢測得以實現，為準確檢測實際樣品中DA分子的濃度提供了新的思路和方法。
【附圖說明】
[0030]圖1為PVIPS/PPy/GO納米片的電鏡圖:(a)PVIPS/PPy/G0納米片掃描電鏡(SEM)圖片；(b)PVIPS/PPy/GO納米片透射電鏡(TEM)圖片。
[0031]圖2為不同修飾電極檢測DA的循環伏安對比圖。
[0032]圖3為PVIPS/PPy/GO修飾電極在不同掃描速度條件下檢測DA的循環伏安圖。
[0033]圖4為電流與掃描速度的線性關系。
[0034]圖5為PVIPS/PPy/GO修飾電極檢測不同濃度DA的差分脈沖伏安圖。
[0035]圖6為電流與DA濃度變化線性關系圖。
[0036]圖7為PVIPS/PPy/GO修飾電極抗干擾性能測試。
【具體實施方式】
[0037]—種檢測低濃度多巴胺的修飾電極，所述修飾電極是聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)修飾的玻碳電極，具體為以玻碳電極為基底電極，在玻碳電極上附著聚兩性離子液體修飾的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)納米片。聚兩性離子液體為聚1-乙烯基-3-磺酸丙基咪唑鹽(VIPS)。
[0038]一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極的制備方法，包括如下步驟:
[0039](I)聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)納米片的制備
[0040]在超聲福射的條件下，將啦略(Py)原位化學聚合在于Hummers法制備的氧化石墨稀(GO)納米片上，得聚啦略/氧化石墨稀(PPy/GO)納米片；
[0041 ] (2)聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)納米片的制備
[0042]a.通過I，4_二溴丁烷與步驟(I)制備的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)在DMF中發生取代反應制得PPy/GO-(CH2)4Br納米片；
[0043]b.通過N-乙烯基咪唑與PPy/GO-(CH2)4Br納米片在DMF中發生電離反應制得N-乙烯基咪唑型離子液體修飾的聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)納米片，S卩N-乙烯基咪唑型離子液體/聚卩比略/氧化石墨稀(ILs/PPy/GO)納米片；
[0044]c.利用N-乙烯基咪唑和I，3-丙烷磺內酯電離反應制得1-乙烯基-3-丙烷磺酸基咪唑鹽(VIPS);
[0045]d.將1-乙烯基-3-丙烷磺酸基咪唑鹽(VIPS)和偶氮二異丁腈(AIBN)分散于乙醇中，再向體系中加入制備的N-乙烯基咪唑型離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(ILs/PPy/G0)納米片(VIPS和ILs/PPy/GO納米片的質量比為5:1)，超聲分散5?lOmin，得混合物;將混合物置于65°C_75°C的油浴鍋中，在氮氣持續保護下冷凝回流反應3?6h;反應結束后，用蒸餾水和乙醇對冷凝回流反應產物進行多次洗滌，離心;將離心后所得產物真空干燥24h，最后得黑色聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)納米片；
[0046](3)稱取聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/G0)納米片，超聲分散于無水乙醇中，即得分散均勻的復合修飾劑；
[0047](4)將分散均勻的復合修飾劑滴涂于干凈的玻碳電極(GCE)表面，室溫下干燥，SP得聚兩性離子液體/聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/G0)修飾的玻碳電極。
[0048]一種檢測低濃度多巴胺的修飾電極在定量檢測多巴胺上的應用，將檢測低濃度多巴胺的修飾電極作為工作電極，以Ag/AgCl電極為參比電極，以鉑電極為輔助電極，組成三電極系統，在PH為7.0的磷酸緩沖溶液中實現對低濃度多巴胺的檢測。
[0049]實施例[0050 ](一)試驗所使用的儀器和試劑:
[0051]實驗過程中使用的水均為二次蒸餾水(簡稱二次水)，實驗所用的試劑均為分析純。
[0052]儀器:型號為CHI660E電化學分析儀(上海辰華儀器公司)用于電化學實驗;BT224S電子天平(德國Sartorius公司)用于稱量藥品；JEM-2100型透射電子顯微鏡(日本日立公司)和Hitachi SU-8010型掃描電子顯微鏡(日本日立公司)用于形貌表征;KH 3200B超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；三氧化二鋁打磨粉(上海辰華儀器試劑公司)用于處理玻碳電極(GCE);銀/氯化銀電極(Ag/AgCl，武漢高仕睿聯科技有限公司)為參比電