專利名稱：一種基于功能化多壁碳納米管的修飾電極、電化學體系及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢測多巴胺的電化學體系及其制備方法。
技術背景
多巴胺(DA)是哺乳動物中樞神經系統(tǒng)中重要的神經遞質，它在機體內的濃度變化與精神活動有直接關系，對其測定方法的研究具有重要意義。由于DA具有較好的電化學活性，可用電化學方法測定其含量。然而生物體中大量的抗壞血酸(AA )和尿酸(UA)與 DA共存，嚴重影響了 DA的測定.因此構建了多種化學修飾電極來選擇性地測定DAjn 在二氧化鈦的納米管上修飾Pd，Pt和Au的納米粒子，聚合物、金屬的氧化物修飾的電極等等，這些方法的構成比較復雜，成本也比較高。因此，發(fā)展具有制備簡單、響應快、重現性、 穩(wěn)定性好、抗干擾能力強的檢測DA的方法非常重要。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種簡單、靈敏、快速的檢測多巴胺分子的檢測電極、其制備方法，及其應用的電化學體系及其用途。
一種修飾電極，其用于檢測多巴胺，所述電極包括基底電極和涂覆于所述基底電極表面的碳納米管膜，所述碳納米管膜是指經過十二烷基磺酸鈉(SDS)功能化的多壁碳納米管。
所述基底電極是玻碳電極；和/或所述碳納米管膜選自多壁碳納米管(/-MWCNT)。
上述修飾電極的制備方法包括如下步驟(1)將碳納米管分散在十二烷基磺酸鈉溶液中，再將該溶液超聲和/或攪拌分散，最后過濾，并用二次蒸餾水洗滌多余的十二烷基磺酸鈉，干燥即得所需碳納米管；(2 )將步驟(1)中經功能化的碳納米管分散在二次蒸餾水中得溶液，將該溶液涂覆在碳納米管上，干燥即得所述修飾電極。
優(yōu)選地，步驟(1)中，每100 mg的多壁碳納米管分散在0. 25 M的十二烷基磺酸鈉溶液中。
上述修飾電極用于檢測多巴胺的含量。
一種檢測多巴胺用電化學體系，含有經修飾的上述工作電極，也可含有飽和甘汞參比電極，和鉬對電極。
一種檢測多巴胺的方法，包括如下步驟，(1)將玻碳電極插入盛有5mL的含有5mM鐵氰化鉀、探針分子濃度為0.1 M的氯化鉀電解質溶液中，采用以玻碳電極為工作電極、鉬為對電極、飽和甘汞電極為參比電極的三電極體系，循環(huán)伏安掃描，對裸玻碳電極進行表征；(2)將待測多巴胺樣品加入到權利要求6所述的電化學體系中，進行循環(huán)伏安掃描，得到循環(huán)伏安圖。
本發(fā)明以SDS功能化的多壁碳納米修飾的玻碳電極(/-MWCNT-GCE)在AA和UA的干擾下來檢測DA，因為SDS功能化的多壁碳納米管和傳統(tǒng)的用酸功能化的碳納米管的方法相比，既沒有破壞碳納米管的結構還使碳納米管帶負電荷，因為AA帶負電荷，所以可以排除AA對DA的干擾，同時又能催化氧化DA和UA，能很明顯的把DA從UA中區(qū)分出來，從而達到了對DA的檢測。詳細地，從循環(huán)伏安圖中可以看出多巴胺的氧化還原峰，出峰位置在 0. 2V左右，而抗壞血酸在修飾電極上不出峰，所以能避免抗壞血酸對多巴胺的干擾；該修飾電極對尿酸檢測的出峰位置在0. 33V左右，和多巴胺的出峰電位相差130mV，所以既能避免抗壞血酸的干擾，也能把多巴胺從尿酸中區(qū)分出來，從而達到了多巴胺的抗干擾檢測。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、和其他的檢測DA的方法相比較，修飾電極的過程比較簡單，成本低。
2、用SDS功能化的多壁碳納米管帶有負電荷，并且沒有損壞多壁碳納米管的結構，因為AA帶負電荷，所以可以排除AA對DA的干擾，同時又能催化氧化DA和UA，能很明顯的把DA從UA中區(qū)分出來，從而達到了對DA的檢測，對DA的檢測比較靈敏。用方波伏安法對DA的檢測線為2.0 X 10Λ


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。
圖1為裸玻碳電極(實線)和f-MWCNT修飾的玻碳電極(虛線)對1 mM抗壞血酸 (a)，0. 05 mM尿酸(b)和0. 05 mM多巴胺(c)在0. 05 M的磷酸緩沖液(pH=7)中的循環(huán)伏安圖；掃速50 mV S-1 ；圖2為裸玻碳電極(a)和f-MWCNT修飾的玻碳電極(b)在0. 05M的PBS (pH=7)中分別對0. 6 mM AA, 0. 025 mM UA和0. 05 mM DA的混合溶液檢測的循環(huán)伏安圖的對比圖；掃速50 mV S-1 ；圖 3 為在含有 100 mM AA, 1. 5 mM UA 的 0. 05M 的 PBS (pH=7)溶液中，f-MWCNT 修飾的玻碳電極對DA的濃度變化(0. 2 35 mM)的方波伏安圖； 圖4為圖3的測試結果的DA濃度與電流線性關系圖。
具體實施方式
實驗過程中使用的水均為二次蒸餾水，實驗所用的試劑均為分析純。
(1) 本實驗所使用的儀器與試劑儀器CHI660電化學工作站(CH儀器公司，美國)用于循環(huán)伏安法和方波伏安法實驗； 石英管加熱式自動雙重純水蒸餾器(1810B，上海亞太技術玻璃公司)用于蒸二次蒸餾水； 電子天平(北京賽多利斯儀器有限公司)用于稱量藥品；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(0.30 mm, 0. 05 mm,上海辰華儀器試劑公司)用于處理玻碳電極；飽和的甘汞電極(CHI III，美國CH儀器公司)為參比電極；鉬為對電極。
試劑抗壞血酸，多巴胺，尿酸，十二烷基磺酸鈉(北京經科宏達生物技術有限公司)多壁碳納米管(Nanoport有限公司，中國深圳)。
(2) 一種基于f-MWCNT-GCE的DA傳感器，其制備和檢測多巴胺包括以下步驟a.將IOOmg的多壁碳納米管分散在400 mL 0. 25M的十二烷基磺酸鈉(SDS)的溶液中，該溶液置于1000 mL燒杯中超聲一小時，然后放在磁力攪拌器上常溫攪拌M小時后把該溶液在沙芯漏斗上過濾，并用二次水清洗三次洗掉多余的SDS，得到的多壁碳納米管的濾餅放在表面皿中在真空干燥箱中80攝氏度下真空干燥12小時，然后把SDS功能化的多壁碳納米管分散在二次蒸餾水中超聲15分使多壁碳納米管分散均勻備用(0. 5mg/mL)。
b.將玻碳電極依次用0.3 μπι,ο. 05 μ m的三氧化二鋁懸濁液拋光成鏡面，再依次經體積分數為95 %的乙醇、二次蒸餾水超聲清洗后，得到處理后的玻碳電極；插入盛有5 mL含有5 mM鐵氰化鉀探針分子的摩爾濃度為0.1 M氯化鉀電解質溶液中，并采用以玻碳電極為工作電極、以鉬為對電極、以飽和的甘汞電極為參比電極的三電極體系進行循環(huán)伏安掃描，對玻碳電極進行表征，得到裸玻碳電極的循環(huán)伏安圖(CV)。
c.將所述玻碳電極取出用二次蒸餾水沖洗、洗耳球吹干后滴上5 yL的f-MWCNT 置于紅外燈下烤干，制得f-MWCNT修飾的玻碳電極。
d.采用裸玻碳電極和所述的f-MWCNT修飾的玻碳電極為工作電極、以鉬為對電極、以飽和的甘汞電極為參比電極的三電極體系分別在5mL含有0.6 mM AA, 0. 05 mM DA和 0. 025 mM UA的磷酸緩沖液中(PBS，pH=7)進行循環(huán)伏安掃描，分別得到AA，UA, DA的循環(huán)伏安對比圖，圖1所示；從圖1 (a)可以看出，f-MWCNT-GCE對AA氧化峰電流比裸GCE的要小，那是因為 f-MWCNT-GCE帶有負電荷對AA有排斥的作用，圖1的(b)，(c) f-MWCNT-GCE對UA和DA的氧化峰電流都比裸GCE的大。
e.采用裸玻碳電極和所述的f-MWCNT修飾的玻碳電極為工作電極、以鉬為對電極、以飽和的甘汞電極為參比電極的三電極體系在5mL含有0.6 mM AA, 0. 025 mM UA和 0. 05 mM DA的磷酸緩沖液的混合溶液(0. 5 mM PBS, pH=7)中進行循環(huán)伏安掃描，分別得到裸玻碳和f-MWCNT修飾的玻碳電極的循環(huán)伏安對比圖，圖2所示；從圖2(a)中可以看出，裸GCE在AA，UA和DA的混合溶液中的氧化峰是疊加在一起的， 而在圖2 (b)中f-MWCNT-GCE既能排除AA的干擾，又能把DA從UA中區(qū)分出來。
f.采用裸玻碳電極和所述的f-MWCNT修飾的玻碳電極為工作電極、以鉬為對電極、以飽和的甘汞電極為參比電極的三電極體系在5mL含有0.6 mM AA, 0. 025 mM UA的磷酸緩沖液的混合溶液(0. 5 mM PBS, pH=7)中DA的濃度從0. 2到35mM進行方波伏安掃描， f-MWCNT修飾的玻碳電極的方波伏安圖；從圖3、圖4中可以看出UA和AA對DA的檢測沒有影響，隨著DA濃度的變化，DA的氧化峰的電流和濃度的變化呈線性。
最后應說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種修飾電極，其用于檢測多巴胺，所述電極包括基底電極和涂覆于所述基底電極表面的碳納米管膜，其特征在于，所述碳納米管膜是指經過十二烷基磺酸鈉功能化的多壁碳納米管。
2.根據權利要求1所述的修飾電極，其特征在于，所述基底電極是玻碳電極；和/或所述碳納米管膜選自多壁碳納米管。
3.權利要求1或2所述的修飾電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將碳納米管分散在十二烷基磺酸鈉溶液中，再將該溶液超聲和/或攪拌分散，最后過濾，并用二次蒸餾水洗滌多余的十二烷基磺酸鈉，干燥即得所需碳納米管；(2 )將步驟(1)中經功能化的碳納米管分散在二次蒸餾水中得溶液，將該溶液涂覆在碳納米管上，干燥即得所述修飾電極。
4.根據權利要求3所述的修飾電極的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，每100mg的多壁碳納米管分散在0. 25 M的十二烷基磺酸鈉溶液中。
5.一種權利要求1所述的修飾電極的用途，其特征在于，用于檢測多巴胺的含量。
6.一種檢測多巴胺用電化學體系，其特征在于，所述的電化學體系中含有工作電極，所述的工作電極為權利要求1所述的修飾電極。
7.根據權利要求6所述的電化學體系，其特征在于，所述的電化學體系中還含有飽和甘汞參比電極，和鉬對電極。
8.—種檢測多巴胺的方法，其特征在于包括如下步驟，(1)將玻碳電極插入盛有5mL的含有5mM鐵氰化鉀、探針分子濃度為0.1 M的氯化鉀電解質溶液中，采用以玻碳電極為工作電極、鉬為對電極、飽和甘汞電極為參比電極的三電極體系，循環(huán)伏安掃描，對裸玻碳電極進行表征；(2)將待測多巴胺樣品加入到權利要求6所述的電化學體系中，進行循環(huán)伏安掃描，得到循環(huán)伏安圖。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于功能化多壁碳納米管的修飾電極、電化學體系及其應用。十二烷基磺酸鈉(SDS)功能化的多壁碳納米管(f-MWCNT)修飾的玻碳電極伏安傳感器在抗壞血酸酸(AA)和尿酸(UA)的存在下，可靈敏地檢測多巴胺(DA)。f-MWCNT-GCE傳感器不但對DA和UA有強的氧化催化活性，還可以完全的消除AA對DA的干擾同時能把DA和UA很好的區(qū)分開來，從而達到了對DA的檢測。用方波伏安法對DA的檢測線為2.0×10-8，并且該傳感器具有良好的靈敏性，選擇性和穩(wěn)定性。
文檔編號G01N27/30GK102507683SQ201110331800
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者劉冬, 盧小泉, 姬東琴, 李亞亞, 李燕, 楊建東, 王海峰 申請人:西北師范大學