專利名稱：利用石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾電極測定多巴胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電化學(xué)分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修 飾電極測定多巴胺的方法。適用于對存在抗壞血酸干擾的情況下，對于多巴胺的測定。
背景技術(shù)：
多巴胺作為一種十分重要的神經(jīng)遞質(zhì)，對于垂體內(nèi)分泌機能的協(xié)調(diào)與神經(jīng)系統(tǒng)的 活動有重要的影響作用。多巴胺的失調(diào)會導(dǎo)致精神分裂癥、帕金森病、支氣管哮喘等 疾病。因此，對其測定的研究對探討生理機制和相關(guān)疾病的診斷具有重要意義。目前， 對于多巴胺的測定的方法主要有色譜法、熒光光譜法、電化學(xué)法等。由于電化學(xué)分 析法具有價格低廉、靈敏度高、速度快、便于操作等優(yōu)點，而廣泛被人們所接受。但 由于在人體內(nèi)存在的抗壞血酸的電化學(xué)性質(zhì)與多巴胺相類似，在裸電極上的氧化峰相 互重疊，從而無法達(dá)到準(zhǔn)確測定多巴胺的目的。因此開發(fā)出對于多巴胺的測定具有高 選擇性，高靈敏度的電化學(xué)修飾電極是人們一直追求的目標(biāo)。
電化學(xué)修飾電極能有效降低某些物質(zhì)的氧化還原過電位，從而達(dá)到提高檢測靈敏 度、減少干擾的目的。石墨納米片，作為一種新型的碳納米材料，是由天然片狀石墨 經(jīng)過剝離所制得。與石墨微粒前體相比，具有更高的比表面積。與其他碳納米材料(如 碳納米管)相比，具有更多的反應(yīng)位點和缺陷。因此，石墨納米片具有更高的電化學(xué) 活性。此外，石墨納米片的成本更加低廉，在應(yīng)用方面較碳納米管具有更為廣闊的前 景。這些優(yōu)秀的性質(zhì)使石墨納米片有望制備成新型修飾電極，在電分析檢測領(lǐng)域廣泛 使用。但是，由于石墨納米片性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水及一般的有機溶劑，將其直接 用于制備化學(xué)修飾電極比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾電極測定多巴胺 的方法，以陽離子聚合物Nafion為分散劑，將性質(zhì)穩(wěn)定的石墨納米片分散到Nafion溶 液中，以此分散液滴涂到玻碳電極表面制備化學(xué)修飾電極，用微分脈沖伏安法在存在 抗壞血酸的磷酸鹽緩沖溶液中，對于多巴胺的測定具有良好的選擇性和高的靈敏度。 本發(fā)明能直接用于多巴胺的快速電化學(xué)測定，具有靈敏、準(zhǔn)確、選擇性高等優(yōu)點。
本發(fā)明的工藝步驟如下
a. 首先將玻碳電極依次用1 ^un， 0.3 nm， 0.05 A1203拋光粉在拋光布上拋光，每 次拋光后，都在二次蒸餾水中超聲清洗處理。
b. 配制石墨納米片/Nafion混合液首先配制Nation水溶液，將5質(zhì)量％ Nafion 溶液加入二次蒸餾水稀釋得到0.5質(zhì)量％ 1質(zhì)量％的Nafion溶液A;將石墨納米片加 入到Nafion溶液A中，使石墨納米片含量為5質(zhì)量％~7質(zhì)量％，超聲掁蕩30~40分鐘， 得到的黑色、分散均一的石墨納米片/Nafion混合液B。c. 制備石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極將采用步驟b所配制的分散液 B用微量注射器移取1~6 滴涂到采用步驟a所處理的玻碳電極表面，在室溫下干燥， 使溶劑揮發(fā)制備所得石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極。
d. 將上述修飾玻碳電極直接用于多巴胺的電化學(xué)測定，其測定方法如下將石墨 納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極作為工作電極，參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電 極為鉑絲，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于含抗壞血酸和多巴胺的的磷酸鹽緩 沖溶液中(pH值為6.0 8.0)，電位從-0.2V至+0.6V循環(huán)伏安掃描，之后進行微分脈沖 伏安法，電位從-0.2V至+0.6V，并記錄I-E曲線。
本發(fā)明利用石墨納米片比表面積大、表面活性位點多、良好的導(dǎo)電性以及Nafion 膜對于多巴胺的選擇性，使抗壞血酸和多巴胺的氧化峰分離，峰峰差高達(dá)0.224V (如 圖1);在1.0 mmol/L抗壞血酸存在下，該修飾電極對于多巴胺響應(yīng)的線性范圍為0.5-10 pmol/L (如圖2),靈敏度高達(dá)5.68^A'L/pimo1，最低檢測限為0.02 pmol/L。實現(xiàn)了在 抗壞血酸存在下，選擇性、靈敏地測定多巴胺。與相同功能的修飾電極相比，本發(fā)明 的修飾電極具有更好的選擇性、更高的靈敏度等優(yōu)點。此外，本發(fā)明中的新型修飾玻 碳電極其制備方法簡單、快速、易操作，修飾條件溫和。本發(fā)明的測試方法具有良好 的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。


圖l為本發(fā)明中多巴胺(30 pmol/L)、抗壞血酸(l.O mmol/L)在石墨納米片/Nafion 復(fù)合薄膜修飾修飾電極(a)和空白玻碳電極(b)上的循環(huán)伏安曲線。掃描速度0.1V/s。橫
坐標(biāo)-電位E(單位伏，V);縱坐標(biāo)-電流I(單位微安，^A)
圖2為本發(fā)明中不同濃度的多巴胺在抗壞血酸(l.O mmol/L)存在下在石墨納米片 /Nafion復(fù)合薄膜修飾修飾電極上的微分脈沖伏安圖。采用多巴胺的濃度由內(nèi)到外依次 為0,0.5， 1,2,3,4,5,6,7, 8,9, 10, 20, 30， 40， 50和60 pmol/L。橫坐標(biāo)-電位E(單位 伏，V);縱坐標(biāo)-電流I(單位微安，^A)。
具體實施例方式
實施例1
a. 首先將玻碳電極依次用1 pm， 0.3 nm, 0.05 pm A1203拋光粉在拋光布上拋光，每 次拋光后，都在二次蒸餾水中超聲清洗處理。
b. 配制石墨納米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，將5質(zhì)量％ Nafion 溶液加入二次水稀釋得到0.5質(zhì)量％的Nafion溶液A;將石墨納米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨納米片含量為7質(zhì)量％，超聲掁蕩30分鐘，得到的黑色、分散均一的 石墨納米片/ Nafion混合液B。
c. 制備石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極將采用步驟b所配制的分散液 B用微量注射器移取4 nL滴涂到采用步驟a所處理的玻碳電極表面，在室溫下干燥， 使溶劑揮發(fā)制備所得石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極。
d. 將上述修飾玻碳電極直接用于多巴胺的電化學(xué)測定，其測定方法如下將石墨 納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極作為工作電極，參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑絲，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于含1.0mmol/L抗壞血酸和多巴胺的 磷酸鹽緩沖溶液(pH值為7.0)中，電位從-0.2V至+0.6V循環(huán)伏安掃描，之后進行微 分脈沖伏安法，電位從-0.2V至+0.6V，并記錄I-E曲線。該修飾電極對多巴胺的檢出 限為0.02 nmol/L，線性范圍為0.5-10 pmol/L，靈敏度分別為5.68 ^tA.L/jxmo1。 實施例2
a. 首先將玻碳電極依次用1 ^m, 0.3 0.05 pm A1203拋光粉在拋光布上拋光，每 次拋光后，都在二次蒸餾水中超聲清洗處理。
b. 配制石墨納米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，將5質(zhì)量％ Nafion 溶液加入二次水稀釋得到0.9質(zhì)量％的Nafion溶液A;將石墨納米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨納米片含量為5質(zhì)量％，超聲掁蕩35分鐘，得到的黑色、分散均一的 石墨納米片/ Nafion混合液B。
c. 制備石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極將采用步驟b所配制的分散液 B用微量注射器移取6 pL滴涂到采用步驟a所處理的玻碳電極表面，在室溫下干燥， 使溶劑揮發(fā)制備所得石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極。
d. 將上述修飾玻碳電極直接用于多巴胺的電化學(xué)測定，其測定方法如下將石墨 納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極作為工作電極，參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電 極為鉑絲，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于含1.0mmol/L的抗壞血酸和多巴胺 的磷酸鹽緩沖溶液(pH值為6.0)中，電位從-0.2V至+0.6V循環(huán)伏安掃描，之后進行 微分脈沖伏安法，電位從-0,2V至+0.6V，并記錄I-E曲線。該修飾電極對多巴胺的檢 出限為0.03 nmol/L，線性范圍為0.5~10 pmol/L,靈敏度為3.73 ^A丄4uno1。
實施例3
a. 首先將玻碳電極依次用1 ^un, 0.3 pm， 0.05 pm A1203拋光粉在拋光布上拋光，每 次拋光后，都在二次蒸餾水中超聲清洗處理。
b. 配制石墨納米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，將5質(zhì)量％ Nafion 溶液加入二次水稀釋得到0.7質(zhì)量％的Nafion溶液A;將石墨納米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨納米片含量為6質(zhì)量％，超聲掁蕩35分鐘，得到的黑色、分散均一的 石墨納米片/ Nafion混合液B。
c. 制備石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極將采用步驟b所配制的分散液 B用微量注射器移取1 pL滴涂到采用步驟a所處理的玻碳電極表面，在室溫下干燥， 使溶劑揮發(fā)制備所得石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極。
d. 將上述修飾玻碳電極直接用于多巴胺的電化學(xué)測定，其測定方法如下將石墨 納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極作為工作電極，參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電 極為鉬絲，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于含2.0mmol/L的抗壞血酸和多巴胺 的磷酸鹽緩沖溶液(pH值為6.5)中，電位從-0.2丫至+0.6丫循環(huán)伏安掃描，之后進行 微分脈沖伏安法，電位從-02V至+0.6V，并記錄I-E曲線。該修飾電極對多巴胺的檢 出限為0.08 pmol/L，線性范圍為0.5~10 pmol/L，靈敏度為1.056 ^A丄^mo1。
實施例4a. 首先將玻碳電極依次用1 pm，0.3nm，0.05MmAl2O3拋光粉在拋光布上拋光，每 次拋光后，都在二次蒸餾水中超聲清洗處理。
b. 配制石墨納米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，將5質(zhì)量％ Nafion 溶液加入二次水稀釋得到0.9質(zhì)量％的Nafion溶液A;將石墨納米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨納米片含量為7質(zhì)量％，超聲掁蕩40分鐘，得到的黑色、分散均一的 石墨納米片/ Nafion混合液B。
c. 制備石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極將采用步驟b所配制的分散液 B用微量注射器移取2 pL滴涂到采用步驟a所處理的玻碳電極表面，在室溫下干燥， 使溶劑揮發(fā)制備所得石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極。
d. 將上述修飾玻碳電極直接用于多巴胺的電化學(xué)測定，其測定方法如下將石墨 納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極作為工作電極，參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電 極為鉑絲，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于含0.5mmol/L的抗壞血酸和多巴胺 的磷酸鹽緩沖溶液(pH值為8.0)中，電位從-0.2V至+0.6V循環(huán)伏安掃描，之后進行 微分脈沖伏安法，電位從-0,2V至+0.6V，并記錄I-E曲線。該修飾電極對多巴胺的檢 出限為0.08 pmol/L，線性范圍為0.5-10 pmol/L，靈敏度為1.154 ixA乇4imo1。
權(quán)利要求
1.一種利用石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾電極測定多巴胺的方法，其特征在于，工藝步驟為a.首先將玻碳電極依次用1μm，0.3μm，0.05μm Al2O3拋光粉在拋光布上拋光，每次拋光后，都在二次蒸餾水中超聲清洗處理；b.配制石墨納米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，將5質(zhì)量％Nafion溶液加入二次蒸餾水稀釋得到0.5質(zhì)量％～1質(zhì)量％的Nafion溶液A；將石墨納米片加入到Nafion溶液A中，使石墨納米片含量為5質(zhì)量％～7質(zhì)量％，超聲振蕩30～40分鐘，得到的黑色、分散均一的石墨納米片/Nafion混合液B；c.制備石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極將采用步驟b所配制的分散液B用微量注射器移取1～6μL滴涂到采用步驟a所處理的玻碳電極表面，在室溫下干燥，使溶劑揮發(fā)制備所得石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極；d.將上述修飾玻碳電極直接用于多巴胺的電化學(xué)測定，其測定方法如下將石墨納米/Nafion復(fù)合薄膜修飾玻碳電極作為工作電極，參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑絲，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于含抗壞血酸和多巴胺的磷酸鹽緩沖溶液中，電位從-0.2V至+0.6V循環(huán)伏安掃描，之后進行微分脈沖伏安法，電位從-0.2V至+0.6V，并記錄I-E曲線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磷酸鹽緩沖溶液的pH 值為6.0~8.0。
全文摘要
一種利用石墨納米片/Nafion復(fù)合薄膜修飾電極測定多巴胺的方法，屬電化學(xué)分析檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以陽離子聚合物Nafion為分散劑，將性質(zhì)穩(wěn)定的石墨納米片分散到Nafion溶液中，以此分散液滴涂到玻碳電極表面制備化學(xué)修飾電極，用微分脈沖伏安法在存在抗壞血酸的磷酸鹽緩沖溶液中，對于多巴胺的測定具有良好的選擇性和高的靈敏度。本發(fā)明方法能直接用于多巴胺的快速電化學(xué)測定，具有靈敏、準(zhǔn)確、選擇性高等優(yōu)點。
文檔編號G01N27/30GK101576530SQ20091008434
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者楊文勝, 旭 陳, 陳思明 申請人:北京化工大學(xué)