专利名称：一种基于功能化多壁碳纳米管的修饰电极、电化学体系及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测多巴胺的电化学体系及其制备方法。
技术背景
多巴胺(DA)是哺乳动物中枢神经系统中重要的神经递质，它在机体内的浓度变化与精神活动有直接关系，对其测定方法的研究具有重要意义。由于DA具有较好的电化学活性，可用电化学方法测定其含量。然而生物体中大量的抗坏血酸(AA )和尿酸(UA)与 DA共存，严重影响了 DA的测定.因此构建了多种化学修饰电极来选择性地测定DAjn 在二氧化钛的纳米管上修饰Pd，Pt和Au的纳米粒子，聚合物、金属的氧化物修饰的电极等等，这些方法的构成比较复杂，成本也比较高。因此，发展具有制备简单、响应快、重现性、 稳定性好、抗干扰能力强的检测DA的方法非常重要。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、灵敏、快速的检测多巴胺分子的检测电极、其制备方法，及其应用的电化学体系及其用途。
一种修饰电极，其用于检测多巴胺，所述电极包括基底电极和涂覆于所述基底电极表面的碳纳米管膜，所述碳纳米管膜是指经过十二烷基磺酸钠(SDS)功能化的多壁碳纳米管。
所述基底电极是玻碳电极；和/或所述碳纳米管膜选自多壁碳纳米管(/-MWCNT)。
上述修饰电极的制备方法包括如下步骤(1)将碳纳米管分散在十二烷基磺酸钠溶液中，再将该溶液超声和/或搅拌分散，最后过滤，并用二次蒸馏水洗涤多余的十二烷基磺酸钠，干燥即得所需碳纳米管；(2 )将步骤(1)中经功能化的碳纳米管分散在二次蒸馏水中得溶液，将该溶液涂覆在碳纳米管上，干燥即得所述修饰电极。
优选地，步骤(1)中，每100 mg的多壁碳纳米管分散在0. 25 M的十二烷基磺酸钠溶液中。
上述修饰电极用于检测多巴胺的含量。
一种检测多巴胺用电化学体系，含有经修饰的上述工作电极，也可含有饱和甘汞参比电极，和钼对电极。
一种检测多巴胺的方法，包括如下步骤，(1)将玻碳电极插入盛有5mL的含有5mM铁氰化钾、探针分子浓度为0.1 M的氯化钾电解质溶液中，采用以玻碳电极为工作电极、钼为对电极、饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系，循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征；(2)将待测多巴胺样品加入到权利要求6所述的电化学体系中，进行循环伏安扫描，得到循环伏安图。
本发明以SDS功能化的多壁碳纳米修饰的玻碳电极(/-MWCNT-GCE)在AA和UA的干扰下来检测DA，因为SDS功能化的多壁碳纳米管和传统的用酸功能化的碳纳米管的方法相比，既没有破坏碳纳米管的结构还使碳纳米管带负电荷，因为AA带负电荷，所以可以排除AA对DA的干扰，同时又能催化氧化DA和UA，能很明显的把DA从UA中区分出来，从而达到了对DA的检测。详细地，从循环伏安图中可以看出多巴胺的氧化还原峰，出峰位置在 0. 2V左右，而抗坏血酸在修饰电极上不出峰，所以能避免抗坏血酸对多巴胺的干扰；该修饰电极对尿酸检测的出峰位置在0. 33V左右，和多巴胺的出峰电位相差130mV，所以既能避免抗坏血酸的干扰，也能把多巴胺从尿酸中区分出来，从而达到了多巴胺的抗干扰检测。
本发明的优点是1、和其他的检测DA的方法相比较，修饰电极的过程比较简单，成本低。
2、用SDS功能化的多壁碳纳米管带有负电荷，并且没有损坏多壁碳纳米管的结构，因为AA带负电荷，所以可以排除AA对DA的干扰，同时又能催化氧化DA和UA，能很明显的把DA从UA中区分出来，从而达到了对DA的检测，对DA的检测比较灵敏。用方波伏安法对DA的检测线为2.0 X 10Λ
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1为裸玻碳电极(实线)和f-MWCNT修饰的玻碳电极(虚线)对1 mM抗坏血酸 (a)，0. 05 mM尿酸(b)和0. 05 mM多巴胺(c)在0. 05 M的磷酸缓冲液(pH=7)中的循环伏安图；扫速50 mV S-1 ；图2为裸玻碳电极(a)和f-MWCNT修饰的玻碳电极(b)在0. 05M的PBS (pH=7)中分别对0. 6 mM AA, 0. 025 mM UA和0. 05 mM DA的混合溶液检测的循环伏安图的对比图；扫速50 mV S-1 ；图 3 为在含有 100 mM AA, 1. 5 mM UA 的 0. 05M 的 PBS (pH=7)溶液中，f-MWCNT 修饰的玻碳电极对DA的浓度变化(0. 2 35 mM)的方波伏安图； 图4为图3的测试结果的DA浓度与电流线性关系图。
具体实施方式
实验过程中使用的水均为二次蒸馏水，实验所用的试剂均为分析纯。
(1) 本实验所使用的仪器与试剂仪器CHI660电化学工作站(CH仪器公司，美国)用于循环伏安法和方波伏安法实验； 石英管加热式自动双重纯水蒸馏器(1810B，上海亚太技术玻璃公司)用于蒸二次蒸馏水； 电子天平(北京赛多利斯仪器有限公司)用于称量药品；超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；三氧化二铝打磨粉(0.30 mm, 0. 05 mm,上海辰华仪器试剂公司)用于处理玻碳电极；饱和的甘汞电极(CHI III，美国CH仪器公司)为参比电极；钼为对电极。
试剂抗坏血酸，多巴胺，尿酸，十二烷基磺酸钠(北京经科宏达生物技术有限公司)多壁碳纳米管(Nanoport有限公司，中国深圳)。
(2) 一种基于f-MWCNT-GCE的DA传感器，其制备和检测多巴胺包括以下步骤a.将IOOmg的多壁碳纳米管分散在400 mL 0. 25M的十二烷基磺酸钠(SDS)的溶液中，该溶液置于1000 mL烧杯中超声一小时，然后放在磁力搅拌器上常温搅拌M小时后把该溶液在沙芯漏斗上过滤，并用二次水清洗三次洗掉多余的SDS，得到的多壁碳纳米管的滤饼放在表面皿中在真空干燥箱中80摄氏度下真空干燥12小时，然后把SDS功能化的多壁碳纳米管分散在二次蒸馏水中超声15分使多壁碳纳米管分散均勻备用(0. 5mg/mL)。
b.将玻碳电极依次用0.3 μπι,ο. 05 μ m的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95 %的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；插入盛有5 mL含有5 mM铁氰化钾探针分子的摩尔浓度为0.1 M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、以钼为对电极、以饱和的甘汞电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对玻碳电极进行表征，得到裸玻碳电极的循环伏安图(CV)。
c.将所述玻碳电极取出用二次蒸馏水冲洗、洗耳球吹干后滴上5 yL的f-MWCNT 置于红外灯下烤干，制得f-MWCNT修饰的玻碳电极。
d.采用裸玻碳电极和所述的f-MWCNT修饰的玻碳电极为工作电极、以钼为对电极、以饱和的甘汞电极为参比电极的三电极体系分别在5mL含有0.6 mM AA, 0. 05 mM DA和 0. 025 mM UA的磷酸缓冲液中(PBS，pH=7)进行循环伏安扫描，分别得到AA，UA, DA的循环伏安对比图，图1所示；从图1 (a)可以看出，f-MWCNT-GCE对AA氧化峰电流比裸GCE的要小，那是因为 f-MWCNT-GCE带有负电荷对AA有排斥的作用，图1的(b)，(c) f-MWCNT-GCE对UA和DA的氧化峰电流都比裸GCE的大。
e.采用裸玻碳电极和所述的f-MWCNT修饰的玻碳电极为工作电极、以钼为对电极、以饱和的甘汞电极为参比电极的三电极体系在5mL含有0.6 mM AA, 0. 025 mM UA和 0. 05 mM DA的磷酸缓冲液的混合溶液(0. 5 mM PBS, pH=7)中进行循环伏安扫描，分别得到裸玻碳和f-MWCNT修饰的玻碳电极的循环伏安对比图，图2所示；从图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叠加在一起的， 而在图2 (b)中f-MWCNT-GCE既能排除AA的干扰，又能把DA从UA中区分出来。
f.采用裸玻碳电极和所述的f-MWCNT修饰的玻碳电极为工作电极、以钼为对电极、以饱和的甘汞电极为参比电极的三电极体系在5mL含有0.6 mM AA, 0. 025 mM UA的磷酸缓冲液的混合溶液(0. 5 mM PBS, pH=7)中DA的浓度从0. 2到35mM进行方波伏安扫描， f-MWCNT修饰的玻碳电极的方波伏安图；从图3、图4中可以看出UA和AA对DA的检测没有影响，随着DA浓度的变化，DA的氧化峰的电流和浓度的变化呈线性。
最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种修饰电极，其用于检测多巴胺，所述电极包括基底电极和涂覆于所述基底电极表面的碳纳米管膜，其特征在于，所述碳纳米管膜是指经过十二烷基磺酸钠功能化的多壁碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的修饰电极，其特征在于，所述基底电极是玻碳电极；和/或所述碳纳米管膜选自多壁碳纳米管。
3.权利要求1或2所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将碳纳米管分散在十二烷基磺酸钠溶液中，再将该溶液超声和/或搅拌分散，最后过滤，并用二次蒸馏水洗涤多余的十二烷基磺酸钠，干燥即得所需碳纳米管；(2 )将步骤(1)中经功能化的碳纳米管分散在二次蒸馏水中得溶液，将该溶液涂覆在碳纳米管上，干燥即得所述修饰电极。
4.根据权利要求3所述的修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，每100mg的多壁碳纳米管分散在0. 25 M的十二烷基磺酸钠溶液中。
5.一种权利要求1所述的修饰电极的用途，其特征在于，用于检测多巴胺的含量。
6.一种检测多巴胺用电化学体系，其特征在于，所述的电化学体系中含有工作电极，所述的工作电极为权利要求1所述的修饰电极。
7.根据权利要求6所述的电化学体系，其特征在于，所述的电化学体系中还含有饱和甘汞参比电极，和钼对电极。
8.—种检测多巴胺的方法，其特征在于包括如下步骤，(1)将玻碳电极插入盛有5mL的含有5mM铁氰化钾、探针分子浓度为0.1 M的氯化钾电解质溶液中，采用以玻碳电极为工作电极、钼为对电极、饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系，循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征；(2)将待测多巴胺样品加入到权利要求6所述的电化学体系中，进行循环伏安扫描，得到循环伏安图。
全文摘要
本发明提供了一种基于功能化多壁碳纳米管的修饰电极、电化学体系及其应用。十二烷基磺酸钠(SDS)功能化的多壁碳纳米管(f-MWCNT)修饰的玻碳电极伏安传感器在抗坏血酸酸(AA)和尿酸(UA)的存在下，可灵敏地检测多巴胺(DA)。f-MWCNT-GCE传感器不但对DA和UA有强的氧化催化活性，还可以完全的消除AA对DA的干扰同时能把DA和UA很好的区分开来，从而达到了对DA的检测。用方波伏安法对DA的检测线为2.0×10-8，并且该传感器具有良好的灵敏性，选择性和稳定性。
文档编号G01N27/30GK102507683SQ201110331800
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者刘冬, 卢小泉, 姬东琴, 李亚亚, 李燕, 杨建东, 王海峰 申请人:西北师范大学