专利名称：离子液体聚苯胺修饰电极-电化学分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电化学分析系统，特别是涉及离子液体聚苯胺修饰电极高效选择性检测人体血清中多巴胺(多巴胺(Dopamine，DA)、抗坏血酸(Ascorbic acid,AA)和尿酸 (Uric acid, UA)共存体系中)的电化学分析系统。
背景技术：
多巴胺、抗坏血酸和尿酸共存体系中三组分的电化学检测一直是研究的热点之一.在一般的基体电极上，三组分均能发生电化学氧化，但峰电位相互重叠。采用化学修饰电极是实现选择性测定的有效途径。导电聚合物是一种具有独特导电机理、变色性等特性的新材料，在化学修饰电极、蓄电池、电致变色装置、发光二极管和固定酶等方面具有广阔的应用前景。在众多的导电聚合物中，聚苯胺因为具有良好的抗氧化性和稳定性，且拥有独特的掺杂行为和良好的电化学可逆性，再加上原料易得、合成方法简单，被认为是最具应用价值的导电聚合物之一。在导电聚合物的研究中，电化学方法是合成和研究聚苯胺膜最常用的方法。聚苯胺修饰电极一般是在质子酸水溶液介质中(如&S04、HC1溶液)，通过苯胺单体的电聚合反应制得。这种电极的一大不足是其电化学活性对PH变化十分敏感，只有在强酸条件(pH<3.0)时才具有较好的电活性，中性或碱性条件下都会失活，局限了这种修饰电极在生物分析中的应用。近年来随着绿色化学的兴起，离子液体作为一种新型的绿色溶剂，因其独特的的优点熔点低、蒸汽压小、溶解性好、粘度大、稳定性高、电化学窗口宽以及离子导电性好等，已经在萃取、有机合成、催化、电化学和分析化学领域得到了广泛应用。 作为一类新型的非水介质，已被广泛应用于电沉积、电聚合等方面，目前已有研究显示，在无水介质中合成的聚苯胺膜可改进其电化学活性，能在中性甚至偏碱性环境中依旧保持好的电化学活性。因此，离子液体是一类非常有前景的聚苯胺膜电化学聚合的支持电解质。
发明内容
本发明提供一种基于离子液体聚苯胺修饰电极测定抗坏血酸、多巴胺和尿酸的电化学分析系统，以离子液体作为支持电解质，采用循环伏安法电化学聚合苯胺而得到聚苯胺膜修饰电极，该方法以聚苯胺修饰电极作为工作电极，采用循环伏安法(Cyclic voltammetry, CV)和差示脉冲伏安法(Differential pulse voltammetry, DPV)在中性甚至偏碱性环境中对抗坏血酸、多巴胺以及尿酸进行同时测定，使三种物质在此修饰电极上得到了电化学分离，并高效选择性地测定了人体血清中的多巴胺。本发明的具体技术方案如下本发明是一种离子液体聚苯胺修饰电极-电化学分析系统，利用纯离子液体作为支持电解质，利用循环伏安法电化学聚合苯胺，利用该聚苯胺修饰电极作为工作电极，实现抗坏血酸、多巴胺以及尿酸的电催化氧化及电化学区分。本发明所述的分析系统简单快捷，重现性好，所修饰的聚苯胺膜比常规方法的平滑均勻，更有利于电极表面活化，加速电子传递，对物质的电催化氧化表现出更好的电化学活性。本发明掺杂的离子液体可调节聚苯胺膜微环境中的pH值，从而可在中性甚至偏碱性环境中工作，电化学活性高，改善了水溶液介质中合成的聚苯胺膜只能在酸性条件下使用这一局限，可用于生物样品等中性或偏碱性环境下直接检测。本发明具有如下优点和效果1.本发明利用离子液体熔点低、蒸汽压小、离子导电性和热稳定性好、电化学窗口宽以及粘度大等优点，在离子液体介质中电聚合得到的聚苯胺膜比在一般水溶液介质中更平滑均勻，更有利于电极表面活化，加速电子传递，对物质的电催化氧化表现出更好的电化学活性。2.本发明基于离子液体聚苯胺修饰电极为工作电极，掺杂的离子液体可调节聚苯胺膜微环境中的PH值，从而可在中性甚至偏碱性环境中工作，且电化学活性高，改善了水溶液介质中合成的聚苯胺膜只能在酸性条件下使用这一局限，因此可用于生物样品等中性或偏碱性环境下直接检测。
图1为在离子液体中苯胺电聚合CV图2为裸玻碳电极和聚苯胺修饰电极在PH=7缓冲溶液中的CV图3为裸玻碳电极和聚苯胺修饰电极在pH=7缓冲溶液中对AA的CV图
图4为裸玻碳电极和聚苯胺修饰电极在pH=7缓冲溶液中对DA的CV图
图5为裸玻碳电极和聚苯胺修饰电极在pH=7缓冲溶液中对UA的CV图
图5为聚苯胺修饰电极在pH = 7. 5缓冲溶液中对AA、DA及UA的CV图6为聚苯胺修饰电极在pH = 7. 5缓冲溶液中对AA、DA及UA的DPV图
图7为聚苯胺修饰电极在pH = 7. 5缓冲溶液中对DA时间-电流响应图8为聚苯胺修饰电极对样品中DA时间-电流响应图2中标记为
1-抗坏血酸；
图3中标记为
2-多巴胺；
图4中标记为
3-尿酸；
图5中标记为
1-抗坏血酸；2-多巴胺；3-尿酸；
图6中标记为
1-抗坏血酸；2-多巴胺；3-尿酸。
具体实施方案下面结合说明书附图对本发明作进一步具体的说明图1为采用电化学聚合苯胺的循环伏安图；本发明以离子液体(I-丁基，3-甲基咪唑四氟硼酸盐)为支持电解质，苯胺单体浓度为0. 1M，裸玻碳电极为工作电极，裸玻碳电极依次用0. 3 μ m，0. 05 μ m的α -Al2O3抛光，并先后在无水乙醇和去离子水中超声清洗 5min,随后在0. IM H2SO4中，以IOOmV. s-1的扫描速度在-0. 5 1. 2V之间进行循环伏安扫描，直到CV图稳定，Ag/AgCl (饱和KCl溶液)为参比电极，钼丝电极为对电极，在上述混合溶液中以50mV. S"1的扫描速度在-1. 0 1. OV之间循环伏扫描30周。完成后用去离子水洗净，置于空气中干燥即得离子液体聚苯胺修饰电极。图2为采用循环伏安法，分别用裸玻碳电极和所制得的离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极，Ag/AgCl (饱和KCl溶液)为参比电极，钼丝电极为对电极，在pH = 7.0的磷酸缓冲溶液中对抗坏血酸的电催化氧化循环伏安对比图(其中抗坏血酸浓度为IOOmg/ kg)，由对比图可看出，离子液体聚苯胺修饰电极对抗坏血酸有极好的电催化氧化效果。图3为采用循环伏安法，分别用裸玻碳电极和所制得的离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极，Ag/AgCl (饱和KCl溶液)为参比电极，钼丝电极为对电极，在pH = 7.0的磷酸缓冲溶液中对多巴胺的电催化氧化循环伏安对比图(其中多巴胺浓度为5mg/kg)，由对比图可看出，离子液体聚苯胺修饰电极对多巴胺有极好的电催化氧化效果。图4为采用循环伏安法，分别用裸玻碳电极和所制得的离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极，Ag/AgCl (饱和KCl溶液)为参比电极，钼丝电极为对电极，在pH = 7.0的磷酸缓冲溶液中对尿酸的电催化氧化循环伏安对比图(其中尿酸浓度为100mg/kg)，由对比图可看出，离子液体聚苯胺修饰电极对尿酸有极好的电催化氧化效果。图5为采用循环伏安法，用所制得的离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极，Ag/ AgCl (饱和KCl溶液)为参比电极，钼丝电极为对电极，在pH = 7. 4的磷酸缓冲溶液中对抗坏血酸、多巴胺及尿酸的电催化氧化循环伏安图(其中抗坏血酸浓度为100mg/kg，多巴胺浓度为5mg/kg，尿酸浓度为100mg/kg)，选用与血液环境相同pH值的缓冲溶液，循环伏安法基本能实现三者的电化学区分，但效果不是很理想。图6为采用差示脉冲伏安法，用所制得的离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极，Ag/AgCl (饱和KCl溶液)为参比电极，钼丝电极为对电极，在pH = 7. 4的磷酸缓冲溶液中对抗坏血酸、多巴胺及尿酸的电催化氧化差示脉冲伏安图(其中抗坏血酸浓度为IOOmg/ kg，多巴胺浓度为5mg/kg，尿酸浓度为100mg/kg)，差示脉冲伏安法能完全实现三者的电化学区分，且该技术对多巴胺具有选择性高响应。图7为在0，. IV的固定电位下和pH = 7. 4的磷酸缓冲溶液中，连续加入0. 05mg/ kg的多巴胺标准品，记录离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极对多巴胺电催化氧化的安培响应，所得的电流-时间图。图8为在0，. IV的固定电位下和pH = 7. 4的磷酸缓冲溶液中，连续加入加标后的血清样品，记录离子液体聚苯胺修饰电极作为工作电极对样品中多巴胺的安培响应，所得的电流-时间图。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种离子液体聚苯胺修饰电极-电化学分析系统，其特征在于，利用纯离子液体作为支持电解质，利用循环伏安法电化学聚合苯胺，利用该聚苯胺修饰电极作为工作电极，实现抗坏血酸、多巴胺以及尿酸的电催化氧化及电化学区分。
2.根据权利要求1所述的离子液体聚苯胺修饰电极-电化学分析系统，其特征在于，所述的分析系统简单快捷，重现性好，所修饰的聚苯胺膜比常规方法的平滑均勻，更有利于电极表面活化，加速电子传递，对物质的电催化氧化表现出更好的电化学活性。
3.根据权利要求1所述的离子液体聚苯胺修饰电极-电化学分析系统，其特征在于，掺杂的离子液体可调节聚苯胺膜微环境中的PH值，从而可在中性甚至偏碱性环境中工作，电化学活性高，改善了水溶液介质中合成的聚苯胺膜只能在酸性条件下使用这一局限，可用于生物样品等中性或偏碱性环境下直接检测。
全文摘要
本发明涉及一种电化学分析系统，特别是涉及离子液体聚苯胺修饰电极高效选择性检测人体血清中多巴胺(多巴胺(Dopamine，DA)、抗坏血酸(Ascorbic acid，AA)和尿酸(Uric acid，UA)共存体系中)的电化学分析系统。本发明利用纯离子液体作为支持电解质，利用循环伏安法电化学聚合苯胺，利用该聚苯胺修饰电极作为工作电极，实现抗坏血酸、多巴胺以及尿酸的电催化氧化及电化学区分。本发明更有利于电极表面活化，加速电子传递，对物质的电催化氧化表现出更好的电化学活性，改善了水溶液介质中合成的聚苯胺膜只能在酸性条件下使用这一局限，因此可用于生物样品等中性或偏碱性环境下直接检测。
文档编号G01N27/30GK102565174SQ201210037669
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者习玲玲, 朱作艺 申请人:浙江大学