本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著納米材料科學(xué)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，新原理、新技術(shù)、新材料和新工藝的廣泛采用，電化學(xué)傳感器也得到了快速發(fā)展。具有特殊性能和優(yōu)點(diǎn)的電化學(xué)傳感器不斷涌現(xiàn)并進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。
空心碳納米籠通常是作為碳納米管的副產(chǎn)物而產(chǎn)生的，這種新型碳基納米材料是由多層石墨片形成的一種空殼狀納米碳材料，孔徑分布在2～100nm之間，表面結(jié)構(gòu)類似于多孔碳，擁有很大的比表面積。因此可以被廣泛地應(yīng)用于納米反應(yīng)容器、吸附劑、光學(xué)儀器和電化學(xué)中的超級電容器等。而將此材料運(yùn)用到傳感上還是很少的，特別是磷摻雜的碳納米籠在傳感上應(yīng)用目前幾乎沒有。此材料多應(yīng)用于電池以及電容器上。
多巴胺是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的神經(jīng)傳遞物質(zhì)，在機(jī)體內(nèi)的濃度影響多種生理過程，其含量的改變可導(dǎo)致一些重要疾病如精神分裂癥、帕金森氏癥；尿酸是人體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝過程中的最終產(chǎn)物，體液中尿酸的含量變化可以充分反映出人體新陳代謝、免疫等機(jī)能的狀況，同時也可間接反映出與嘌呤代謝的有關(guān)疾病如痛風(fēng)、基因完全缺損癥、高尿酸血等；所以它們濃度的測定具有重要的意義。目前，檢測多巴胺和尿酸的方法主要有熒光光度法、氣相色譜法、流動注射化學(xué)發(fā)光法、液相色譜法、電化學(xué)法等。但這些方法操作較為繁瑣，儀器較為昂貴。而電化學(xué)傳感器由于具有快速、靈敏、簡便等優(yōu)點(diǎn)，而且選擇性好、易于制作，因此研制用于快速測定多巴胺和尿酸的電化學(xué)傳感器就變得十分重要。目前電化學(xué)方法檢測多巴胺尿酸使用的工作電極大多為修飾電極。電極材料通常經(jīng)過復(fù)雜的處理和再修飾，過程繁瑣耗時且耗財。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了彌補(bǔ)以上研究的不足，本發(fā)明旨在設(shè)計一種簡單高效的電化學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)對多巴胺和尿酸的同時檢測。以導(dǎo)電性好，表面積大的磷摻雜碳納米籠滴涂到玻碳電極表面為工作電極，實(shí)現(xiàn)對多巴胺和尿酸的同時檢測。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：所提供的一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括下述工藝步驟：
(1)材料預(yù)處理：將磷摻雜碳納米籠(pCNCs)置于濃度為65wt％濃硝酸與水按1:1配制的硝酸溶液中，在60℃下加熱回流1.8-2.3h，先抽濾洗滌至弱酸性，過濾、用去離子水反復(fù)洗滌以去除殘余的硝酸，在78-83℃下干燥11-13h；
(2)將硝酸處理后的磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與乙醇混合，超聲處理0.8-1.2h，用微量移液槍取適量混合液滴加于玻碳電極表面，自然風(fēng)干，即可制得所需電化學(xué)傳感器。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與乙醇的用量分別為0.2-4mg和2mL。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中玻碳電極的直徑為3mm。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中混合液的用量為1-5μL。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的用量為50-70mg。
優(yōu)選的，所述磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的孔徑為20-80nm。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案研制出的基于磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的電化學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了對多巴胺和尿酸的同時檢測，抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，整個制備過程簡單、成本低、性能穩(wěn)定。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的產(chǎn)品的抗干擾能力結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括下述工藝步驟：
(1)材料預(yù)處理：將50mg磷摻雜碳納米籠(pCNCs)置于濃度為65wt％濃硝酸與水按1:1配制的硝酸溶液中，在60℃下加熱回流1.8h，先抽濾洗滌至弱酸性，過濾、用去離子水反復(fù)洗滌以去除殘余的硝酸，在80℃下干燥12h；
(2)將0.2mg硝酸處理后的磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與2mL乙醇混合，超聲處理0.9h，用微量移液槍取適量1μL混合液滴加于直徑為3mm的玻碳電極表面，自然風(fēng)干，即可制得所需電化學(xué)傳感器。
在本實(shí)施例中，所述磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的孔徑為20-80nm。
實(shí)施例2：
一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括下述工藝步驟：
(1)材料預(yù)處理：將55mg磷摻雜碳納米籠(pCNCs)置于濃度為65wt％濃硝酸與水按1:1配制的硝酸溶液中，在60℃下加熱回流2.3h，先抽濾洗滌至弱酸性，過濾、用去離子水反復(fù)洗滌以去除殘余的硝酸，在78℃下干燥13h；
(2)將1mg硝酸處理后的磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與2mL乙醇混合，超聲處理1.2h，用微量移液槍取適量2μL混合液滴加于直徑為3mm的玻碳電極表面，自然風(fēng)干，即可制得所需電化學(xué)傳感器。
在本實(shí)施例中，所述磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的孔徑為20-80nm。
實(shí)施例3：
一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括下述工藝步驟：
(1)材料預(yù)處理：將60mg磷摻雜碳納米籠(pCNCs)置于濃度為65wt％濃硝酸與水按1:1配制的硝酸溶液中，在60℃下加熱回流2h，先抽濾洗滌至弱酸性，過濾、用去離子水反復(fù)洗滌以去除殘余的硝酸，在80℃下干燥12h；
(2)將2mg硝酸處理后的磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與2mL乙醇混合，超聲處理1h，用微量移液槍取適量2μL混合液滴加于直徑為3mm的玻碳電極表面，自然風(fēng)干，即可制得所需電化學(xué)傳感器。
在本實(shí)施例中，所述磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的孔徑為20-80nm。
實(shí)施例4：
一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括下述工藝步驟：
(1)材料預(yù)處理：將65mg磷摻雜碳納米籠(pCNCs)置于濃度為65wt％濃硝酸與水按1:1配制的硝酸溶液中，在60℃下加熱回流1.8h，先抽濾洗滌至弱酸性，過濾、用去離子水反復(fù)洗滌以去除殘余的硝酸，在78℃下干燥13h；
(2)將3mg硝酸處理后的磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與2mL乙醇混合，超聲處理0.8-1.2h，用微量移液槍取適量3μL混合液滴加于直徑為3mm的玻碳電極表面，自然風(fēng)干，即可制得所需電化學(xué)傳感器。
在本實(shí)施例中，所述磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的孔徑為20-80nm。
實(shí)施例5：
一種基于磷摻雜碳納米籠的電化學(xué)傳感器的制備方法，包括下述工藝步驟：
(1)材料預(yù)處理：將70mg磷摻雜碳納米籠(pCNCs)置于濃度為65wt％濃硝酸與水按1:1配制的硝酸溶液中，在60℃下加熱回流2h，先抽濾洗滌至弱酸性，過濾、用去離子水反復(fù)洗滌以去除殘余的硝酸，在80℃下干燥12h；
(2)將4mg硝酸處理后的磷摻雜碳納米籠(pCNCs)與2mL乙醇混合，超聲處理1h，用微量移液槍取適量5μL混合液滴加于直徑為3mm的玻碳電極表面，自然風(fēng)干，即可制得所需電化學(xué)傳感器。
在本實(shí)施例中，所述磷摻雜碳納米籠(pCNCs)的孔徑為20-80nm。
抗干擾能力檢測實(shí)驗：
經(jīng)過以上工藝步驟后，取出實(shí)施例3的樣品，對其抗干擾能力進(jìn)行檢測，具體方法如下：
(1)在5mL PBS(磷酸緩沖溶液)中用差示脈沖伏安法在-0.3～0.6V電位范圍內(nèi)，對多巴胺和尿酸進(jìn)行同時檢測，檢測攪拌的時間范圍：1min～15min最佳為10min，檢測底液為PBS緩沖溶液，pH取值范圍：4.0～8.0最佳為6.0；
(2)分別在5mL含有1×10-5mol/L DA(多巴胺)和1×10-5mol/L UA(尿酸)的PBS溶液中加入等濃度和100倍于于DA/UA濃度的干擾物，以磷摻雜碳納米籠修飾的玻碳電極作為工作電極，通過循環(huán)伏安法(CV)檢測DA/UA氧化峰電流信號的大小，進(jìn)行干擾檢測。
如圖1所示，在100倍和等倍濃度干擾物質(zhì)共存下，該傳感器對于DA/UA的電流響應(yīng)無顯著改變。充分說明該傳感器對DA/UA的檢測抗干擾能力較強(qiáng)。
因而，該發(fā)明技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、成本低、制備簡單等優(yōu)點(diǎn)。
顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。