专利名称：利用石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰电极测定多巴胺的方法
技术领域：
本发明属电化学分析检测技术领域，特别涉及利用石墨纳米片/Nafion复合薄膜修 饰电极测定多巴胺的方法。适用于对存在抗坏血酸干扰的情况下，对于多巴胺的测定。
背景技术：
多巴胺作为一种十分重要的神经递质，对于垂体内分泌机能的协调与神经系统的 活动有重要的影响作用。多巴胺的失调会导致精神分裂症、帕金森病、支气管哮喘等 疾病。因此，对其测定的研究对探讨生理机制和相关疾病的诊断具有重要意义。目前， 对于多巴胺的测定的方法主要有色谱法、荧光光谱法、电化学法等。由于电化学分 析法具有价格低廉、灵敏度高、速度快、便于操作等优点，而广泛被人们所接受。但 由于在人体内存在的抗坏血酸的电化学性质与多巴胺相类似，在裸电极上的氧化峰相 互重叠，从而无法达到准确测定多巴胺的目的。因此开发出对于多巴胺的测定具有高 选择性，高灵敏度的电化学修饰电极是人们一直追求的目标。
电化学修饰电极能有效降低某些物质的氧化还原过电位，从而达到提高检测灵敏 度、减少干扰的目的。石墨纳米片，作为一种新型的碳纳米材料，是由天然片状石墨 经过剥离所制得。与石墨微粒前体相比，具有更高的比表面积。与其他碳纳米材料(如 碳纳米管)相比，具有更多的反应位点和缺陷。因此，石墨纳米片具有更高的电化学 活性。此外，石墨纳米片的成本更加低廉，在应用方面较碳纳米管具有更为广阔的前 景。这些优秀的性质使石墨纳米片有望制备成新型修饰电极，在电分析检测领域广泛 使用。但是，由于石墨纳米片性质比较稳定，不溶于水及一般的有机溶剂，将其直接 用于制备化学修饰电极比较困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰电极测定多巴胺 的方法，以阳离子聚合物Nafion为分散剂，将性质稳定的石墨纳米片分散到Nafion溶 液中，以此分散液滴涂到玻碳电极表面制备化学修饰电极，用微分脉冲伏安法在存在 抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液中，对于多巴胺的测定具有良好的选择性和高的灵敏度。 本发明能直接用于多巴胺的快速电化学测定，具有灵敏、准确、选择性高等优点。
本发明的工艺步骤如下
a. 首先将玻碳电极依次用1 ^un， 0.3 nm， 0.05 A1203抛光粉在抛光布上抛光，每 次抛光后，都在二次蒸馏水中超声清洗处理。
b. 配制石墨纳米片/Nafion混合液首先配制Nation水溶液，将5质量％ Nafion 溶液加入二次蒸馏水稀释得到0.5质量％ 1质量％的Nafion溶液A;将石墨纳米片加 入到Nafion溶液A中，使石墨纳米片含量为5质量％~7质量％，超声掁荡30~40分钟， 得到的黑色、分散均一的石墨纳米片/Nafion混合液B。c. 制备石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极将采用步骤b所配制的分散液 B用微量注射器移取1~6 滴涂到采用步骤a所处理的玻碳电极表面，在室温下干燥， 使溶剂挥发制备所得石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极。
d. 将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺的电化学测定，其测定方法如下将石墨 纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电 极为铂丝，组成三电极系统；将该三电极系统置于含抗坏血酸和多巴胺的的磷酸盐缓 冲溶液中(pH值为6.0 8.0)，电位从-0.2V至+0.6V循环伏安扫描，之后进行微分脉冲 伏安法，电位从-0.2V至+0.6V，并记录I-E曲线。
本发明利用石墨纳米片比表面积大、表面活性位点多、良好的导电性以及Nafion 膜对于多巴胺的选择性，使抗坏血酸和多巴胺的氧化峰分离，峰峰差高达0.224V (如 图1);在1.0 mmol/L抗坏血酸存在下，该修饰电极对于多巴胺响应的线性范围为0.5-10 pmol/L (如图2),灵敏度高达5.68^A'L/pimo1，最低检测限为0.02 pmol/L。实现了在 抗坏血酸存在下，选择性、灵敏地测定多巴胺。与相同功能的修饰电极相比，本发明 的修饰电极具有更好的选择性、更高的灵敏度等优点。此外，本发明中的新型修饰玻 碳电极其制备方法简单、快速、易操作，修饰条件温和。本发明的测试方法具有良好 的稳定性和重现性。
图l为本发明中多巴胺(30 pmol/L)、抗坏血酸(l.O mmol/L)在石墨纳米片/Nafion 复合薄膜修饰修饰电极(a)和空白玻碳电极(b)上的循环伏安曲线。扫描速度0.1V/s。横
坐标-电位E(单位伏，V);纵坐标-电流I(单位微安，^A)
图2为本发明中不同浓度的多巴胺在抗坏血酸(l.O mmol/L)存在下在石墨纳米片 /Nafion复合薄膜修饰修饰电极上的微分脉冲伏安图。采用多巴胺的浓度由内到外依次 为0,0.5， 1,2,3,4,5,6,7, 8,9, 10, 20, 30， 40， 50和60 pmol/L。横坐标-电位E(单位 伏，V);纵坐标-电流I(单位微安，^A)。
具体实施例方式
实施例1
a. 首先将玻碳电极依次用1 pm， 0.3 nm, 0.05 pm A1203抛光粉在抛光布上抛光，每 次抛光后，都在二次蒸馏水中超声清洗处理。
b. 配制石墨纳米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，将5质量％ Nafion 溶液加入二次水稀释得到0.5质量％的Nafion溶液A;将石墨纳米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨纳米片含量为7质量％，超声掁荡30分钟，得到的黑色、分散均一的 石墨纳米片/ Nafion混合液B。
c. 制备石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极将采用步骤b所配制的分散液 B用微量注射器移取4 nL滴涂到采用步骤a所处理的玻碳电极表面，在室温下干燥， 使溶剂挥发制备所得石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极。
d. 将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺的电化学测定，其测定方法如下将石墨 纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂丝，组成三电极系统；将该三电极系统置于含1.0mmol/L抗坏血酸和多巴胺的 磷酸盐缓冲溶液(pH值为7.0)中，电位从-0.2V至+0.6V循环伏安扫描，之后进行微 分脉冲伏安法，电位从-0.2V至+0.6V，并记录I-E曲线。该修饰电极对多巴胺的检出 限为0.02 nmol/L，线性范围为0.5-10 pmol/L，灵敏度分别为5.68 ^tA.L/jxmo1。 实施例2
a. 首先将玻碳电极依次用1 ^m, 0.3 0.05 pm A1203抛光粉在抛光布上抛光，每 次抛光后，都在二次蒸馏水中超声清洗处理。
b. 配制石墨纳米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，将5质量％ Nafion 溶液加入二次水稀释得到0.9质量％的Nafion溶液A;将石墨纳米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨纳米片含量为5质量％，超声掁荡35分钟，得到的黑色、分散均一的 石墨纳米片/ Nafion混合液B。
c. 制备石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极将采用步骤b所配制的分散液 B用微量注射器移取6 pL滴涂到采用步骤a所处理的玻碳电极表面，在室温下干燥， 使溶剂挥发制备所得石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极。
d. 将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺的电化学测定，其测定方法如下将石墨 纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电 极为铂丝，组成三电极系统；将该三电极系统置于含1.0mmol/L的抗坏血酸和多巴胺 的磷酸盐缓冲溶液(pH值为6.0)中，电位从-0.2V至+0.6V循环伏安扫描，之后进行 微分脉冲伏安法，电位从-0,2V至+0.6V，并记录I-E曲线。该修饰电极对多巴胺的检 出限为0.03 nmol/L，线性范围为0.5~10 pmol/L,灵敏度为3.73 ^A丄4uno1。
实施例3
a. 首先将玻碳电极依次用1 ^un, 0.3 pm， 0.05 pm A1203抛光粉在抛光布上抛光，每 次抛光后，都在二次蒸馏水中超声清洗处理。
b. 配制石墨纳米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，将5质量％ Nafion 溶液加入二次水稀释得到0.7质量％的Nafion溶液A;将石墨纳米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨纳米片含量为6质量％，超声掁荡35分钟，得到的黑色、分散均一的 石墨纳米片/ Nafion混合液B。
c. 制备石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极将采用步骤b所配制的分散液 B用微量注射器移取1 pL滴涂到采用步骤a所处理的玻碳电极表面，在室温下干燥， 使溶剂挥发制备所得石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极。
d. 将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺的电化学测定，其测定方法如下将石墨 纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电 极为钼丝，组成三电极系统；将该三电极系统置于含2.0mmol/L的抗坏血酸和多巴胺 的磷酸盐缓冲溶液(pH值为6.5)中，电位从-0.2丫至+0.6丫循环伏安扫描，之后进行 微分脉冲伏安法，电位从-02V至+0.6V，并记录I-E曲线。该修饰电极对多巴胺的检 出限为0.08 pmol/L，线性范围为0.5~10 pmol/L，灵敏度为1.056 ^A丄^mo1。
实施例4a. 首先将玻碳电极依次用1 pm，0.3nm，0.05MmAl2O3抛光粉在抛光布上抛光，每 次抛光后，都在二次蒸馏水中超声清洗处理。
b. 配制石墨纳米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，将5质量％ Nafion 溶液加入二次水稀释得到0.9质量％的Nafion溶液A;将石墨纳米片加入到Nafion溶 液A中，使石墨纳米片含量为7质量％，超声掁荡40分钟，得到的黑色、分散均一的 石墨纳米片/ Nafion混合液B。
c. 制备石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极将采用步骤b所配制的分散液 B用微量注射器移取2 pL滴涂到采用步骤a所处理的玻碳电极表面，在室温下干燥， 使溶剂挥发制备所得石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极。
d. 将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺的电化学测定，其测定方法如下将石墨 纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电 极为铂丝，组成三电极系统；将该三电极系统置于含0.5mmol/L的抗坏血酸和多巴胺 的磷酸盐缓冲溶液(pH值为8.0)中，电位从-0.2V至+0.6V循环伏安扫描，之后进行 微分脉冲伏安法，电位从-0,2V至+0.6V，并记录I-E曲线。该修饰电极对多巴胺的检 出限为0.08 pmol/L，线性范围为0.5-10 pmol/L，灵敏度为1.154 ixA乇4imo1。
权利要求
1.一种利用石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰电极测定多巴胺的方法，其特征在于，工艺步骤为a.首先将玻碳电极依次用1μm，0.3μm，0.05μm Al2O3抛光粉在抛光布上抛光，每次抛光后，都在二次蒸馏水中超声清洗处理；b.配制石墨纳米片/Nafion混合液首先配制Nafion水溶液，将5质量％Nafion溶液加入二次蒸馏水稀释得到0.5质量％～1质量％的Nafion溶液A；将石墨纳米片加入到Nafion溶液A中，使石墨纳米片含量为5质量％～7质量％，超声振荡30～40分钟，得到的黑色、分散均一的石墨纳米片/Nafion混合液B；c.制备石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极将采用步骤b所配制的分散液B用微量注射器移取1～6μL滴涂到采用步骤a所处理的玻碳电极表面，在室温下干燥，使溶剂挥发制备所得石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极；d.将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺的电化学测定，其测定方法如下将石墨纳米/Nafion复合薄膜修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂丝，组成三电极系统；将该三电极系统置于含抗坏血酸和多巴胺的磷酸盐缓冲溶液中，电位从-0.2V至+0.6V循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法，电位从-0.2V至+0.6V，并记录I-E曲线。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH 值为6.0~8.0。
全文摘要
一种利用石墨纳米片/Nafion复合薄膜修饰电极测定多巴胺的方法，属电化学分析检测技术领域。本发明以阳离子聚合物Nafion为分散剂，将性质稳定的石墨纳米片分散到Nafion溶液中，以此分散液滴涂到玻碳电极表面制备化学修饰电极，用微分脉冲伏安法在存在抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液中，对于多巴胺的测定具有良好的选择性和高的灵敏度。本发明方法能直接用于多巴胺的快速电化学测定，具有灵敏、准确、选择性高等优点。
文档编号G01N27/30GK101576530SQ20091008434
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者杨文胜, 旭 陈, 陈思明 申请人:北京化工大学