专利名称：一种选择性测定多巴胺的聚合物修饰电极的制备方法
技术领域：
本发明属于电化学领域，具体涉及一种聚没食子酸修饰电极的制备方法。
背景技术：
多巴胺(dopamine, DA，又名3-羟酪胺)作为下丘脑和脑垂体腺中的重要 儿茶酚胺类神经递质，在体内是合成去肾上腺素的直接前体。它在健康和疾 病的控制、预防中起着重要的作用。DA含量的多少与心脏病、血压、甲状 腺荷尔蒙含量以及神经肌肉失调有关。对DA测定方法的研究在临床应用以 及对其生理机制的探讨具有重要的实际意义，而建立选择性测定多巴胺的高 灵敏度的分析方法尤为重要。
电化学测定发以其速度快、灵敏度高、价格低廉、操作简单易行等优点 得到人们的广泛关注。但在电化学分析多巴胺过程中，多巴胺在裸电极上的 过电位较高，电极反应缓慢，氧化还原不可逆，峰形不好；多巴胺本身及其 反应物易吸附于电极表面，导致电极钝化，灵敏度降低，不利于其分析测定； 此外和多巴胺共存的另一种生物物质抗坏血酸(ascorbic acid， AA)的氧化峰电 流与DA的非常接近，会对DA测定产生严重千扰。如何有效的降低DA的 氧化电位，提高其测定的准确性和选择性是电化学测定DA的热点和难点。
聚合物膜具有大量的活性中心(约10-1G-l(T6mOl/Cm2，相当于1-105个单 分子层)。聚合物膜修饰电极具有三维空间结构的特征，可提供许多能利用的 势场，其活性基的浓度高、电化学响应信号大，十分有利于电催化，而且具 有较大的化学、机械和电化学的稳定性。加之制备简单且其稳定性和重现性 好的特点，聚合物膜修饰电极在传感器研究方面得到迅速发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚没食子酸膜修饰玻碳电极的制备方法，制作
一种新型的电化学传感器，用于快速稳定、灵敏准确地选择性测定DA，同 时排除AA的干扰。
本发明的目的可以通过以下措施达到
一种选择性测定多巴胺的聚合物修饰电极的制备方法，先将玻碳电极进 行抛光、洗涤和干燥预处理，然后置于没食子酸-硫酸溶液中，在-1.5V 0.8V 电位范围内进行循环扫描，再放入磷酸盐缓冲溶液中，在-0.4V 0.8V的电 位窗口中扫描循环伏安至稳定。
本发明中对玻碳电极进行抛光预处理时，分别采用l.Onm、 0.3pim和 0.05nm的，氧化铝粉进行抛光。本发明中对玻碳电极进行洗漆预处理时，选 用分别在丙酮和二次蒸馏水中过时进行超声洗涤。预处理中的干燥是指在室 温下放置自然干燥。
本发明的没食子酸-硫酸溶液为含有1.7xl0—2 2.1xl0—2 mol/L没食子酸 的0.05 (U5 mol/L硫酸溶液，优选为含有2.0 xl0-2 mol/L没食子酸的0.1 mol/L硫酸溶液。预处理过的玻碳电极在没食子酸-硫酸溶液中进行循环扫描 时，扫描速度为100mV/s，循环扫描20 30圈(CHI660C电化学工作站，玻 碳电极为工作电极，铂丝电极为辅助电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电 极)。电极在没食子酸-硫酸溶液中扫描结束后，在放入磷酸缓冲溶液前，先 采用二次蒸馏水清洗干净。
本发明中所述的磷酸盐缓冲溶液的pH值为7.4，浓度为0.1M。
本发明的电极在磷酸盐缓冲溶液中扫描结束后，还需采用二次蒸馏水洗 净，再采用氮气吹干，即可制得聚没食子酸膜修饰玻碳电极。该电极一般于 fC的PBS (即磷酸盐缓冲溶液)中保存。
本发明工艺先进，选材科学，制作方便易行。在生理pH7.4的条件下， DA以阳离子形式(pKa = 8.9)存在，AA以阴离子形式(pKa = 4.1)存在。 通过本发明的方法将没食子酸电聚合到玻碳电极上，使得该修饰电极具有较
4高的活性基浓度，电极上的聚没食子酸薄膜内羧基、羟基可吸引DA阳离子， 排斥AA阴离子，同时羧基和DA还可以形成氢键来增强电荷转移和渗透， 既能选择性地响应DA，又能很好地催化DA在电极上的反应，提高DA测 定的灵敏度，还可以克服DA在Nafion膜中扩散缓慢的缺点，并可以排除 AA对DA检测的干扰。本方法测定灵敏度和选择性高，具有很好的稳定性 和重现性；电极修饰层牢固，电极寿命长达3个月以上。
图1为DA和AA在in pH 7.4 PBS中在裸电极上的循环伏安图； (1):不加DA和AA; (2): 10-5 mol/L DA; (3): l(T4 mol/L AA; 图2为DA和AA在inpH7.4PBS中在聚没食子酸膜电极上的循环伏安图； (1):不加DA和AA; (2): l(T5 mol/L DA; (3): l(T4 mol/L AA; 图3为15 pmol/L DA与不同浓度的AA(pmol/L): (a) 0; (b) 100; (c) 200; (d)300; (e) 400; (f)500在聚没食子酸膜修饰电极上的差分脉冲伏安图； 图4为500 nmol/L AA与不同浓度的DA(pmol/L): (a) 0; (b) 5; (c) 10; (d)15; (e) 20; (f)25在聚没食子酸膜修饰电极上的差分脉冲伏安图。
具体实施例方式
裸玻碳电极的预处理将玻碳电极表面分别用1.0,0.3和0.05pm Y-氧化 铝粉抛光，再分别在丙酮和二次蒸馏水中超声洗涤，最后将电极放置在室温 下干燥。
聚没食子酸膜修饰电极的制备在含2.0xl(T2 mol/L没食子酸的O.l mol/L 硫酸溶液中，以100mV/s的扫描速度在-1.5V 0.8V电位范围内循环扫描20 30圈(Cffl660C电化学工作站，玻碳电极为工作电极，铂丝电极为辅助电极， 饱和甘汞电极(SCE)为参比电极)。取出用二次蒸馏水洗净后，放入0.1MpH 7.4磷酸盐缓冲溶液(PBS)中，在-0.4V 0.8V的电位窗口中扫循环伏安至 图形稳定，用二次蒸馏水洗净后用氮气吹干，制得聚没食子酸膜修饰电极。 将该修饰电极置于PBS中4'C冰箱保存。DA的测定
将上述聚没食子酸膜修饰玻碳电极直接用于DA的电化学测定，修饰电极 作为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，组成三电 极系统，将该三电极系统置于分别含1(T5 mol/L DA、 l(T5 mol/L DA+ l(T4 mol/L AA的pH7.4PBS中，电位从一0.4V至0.8V循环伏安扫描数圈以活化电极，进 行循环伏安法测定。如图2(2)所示，在修饰电极上1(T5 md/LDA的氧化峰负移， 氧化峰与还原峰的电位差AEp为43mV，电位差A Ep比在裸电极上的减小(图 l(l))，说明该修饰电极可以极大地提高DA电化学反应的可逆性，降低其氧化 过电位，加速非均相电子传递，DA在此修饰电极上的扩散系数增大，证明该 修饰电极对DA具有很好的电催化作用。而在10'Smol/LDA的PBS中，加入10'4 mol/LAA后，如图2(3), AA只出现了极其微小且宽的氧化峰，比AA在裸电极 上的氧化峰大大减小(图1(3))，说明该修饰电极对DA有较强的富集和催化 作用，对AA的电化学氧化有抑制作用。
在聚没食子酸膜修饰电极上，用差分脉冲伏安法分别计录在15pmol/LDA 中依次加入AA直至500jmiol/L (图3)和在500(xmol/L AA依次加入DA直至 25pmol/L (图4)的i-E曲线。差分脉冲伏安法初始电位为-0.4V，终止电位为 0.6V，电位增量0.004V，振幅0.05V，脉冲宽度0.05 s，采样宽度0.05 s，脉冲 周期0.2s。由图3和图4可知，在100倍AA存在下，该修饰电极可以排除AA对 DA检测的干扰，对DA灵敏地选择性响应。
该修饰电极对l(T5 mol/L DA溶液连续测定10次，测得结果的RSD = 1.6%,表明该修饰电极对DA的测定有很较好的重现性。
稳定性是传感器的一个重要的性能指标，我们通过考察聚没食子酸膜修 饰电极的循环伏安曲线，以证明其稳定性。制备的修饰电极在冰箱中保存30 天后，氧化还原峰电流仅下降至初始时的97.8%，说明该修饰电极具有的很 好稳定性和较长的使用寿命。
权利要求
1、一种选择性测定多巴胺的聚合物修饰电极的制备方法，其特征在于先将玻碳电极进行抛光、洗涤和干燥预处理，然后置于没食子酸-硫酸溶液中，在-1.5V～0.8V电位范围内进行循环扫描，再放入磷酸盐缓冲溶液中，在-0.4V～0.8V的电位窗口中扫描循环伏安至稳定。
2、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于对所述的玻碳电极进行 抛光预处理时，分别采用l.Onm、 0.3pm和0.05pm的Y-氧化铝粉进行抛光。
3、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于对所述的玻碳电极进行 洗涤预处理时，分别在丙酮和二次蒸馏水中超声洗涤。
4、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的没食子酸-硫酸 溶液为含有2.0xl(^mol/L没食子酸的0.1mol/L硫酸溶液。
5、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于预处理过的玻碳电极在 聚没食子酸-硫酸溶液中进行循环扫描时，扫描速度为100 mV/s，循环扫描 20 30圈。
6、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的电极在没食子酸 -硫酸溶液中扫描结束后，在放入磷酸缓冲溶液前，先采用二次蒸馏水清洗干 净。
7、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的磷酸盐缓冲溶液 的pH值为7.4，浓度为0.1M。
8、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的电极在磷酸盐缓 冲溶液中扫描结束后，采用二次蒸馏水洗净，再采用氮气吹干。
全文摘要
本发明公开了一种选择性测定多巴胺的聚合物修饰电极的制备方法，先将玻碳电极进行抛光、洗涤和干燥预处理，然后置于没食子酸-硫酸溶液中，在-1.5V～0.8V电位范围内进行循环扫描，再放入磷酸盐缓冲溶液中，在-0.4V～0.8V的电位窗口中扫描循环伏安至稳定。本发明工艺先进，选材科学，制作方便易行，制得的电极既能选择性地响应DA，又能很好地催化DA在电极上的反应，提高DA测定的灵敏度，还可以克服DA在Nafion膜中扩散缓慢的缺点，并可以排除AA对DA检测的干扰。
文档编号G01N27/30GK101576525SQ200910033079
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者伟 宋, 崔锐博, 田丹碧, 禹 陈 申请人:南京工业大学