一种基于一次性移液枪头和铅芯电极阵列的电化学微检测系统的制备方法与流程

文档序号:14686266发布日期:2018-06-15 00:15

本发明涉及一种电化学微检测系统的制备方法。



背景技术:

电化学在生物领域的应用已成为热点。然而,目前生物样品(如细胞)的电化学检测主要采用常规尺寸的电极(直径约为2~4mm)为工作电极,并配以相应的常规大尺寸检测池,使得生物样品需要量大,不仅增加了工作量,而且使检测成本昂贵。另外,作为高成本的电极和检测池,只能循环使用,在每次实验前都需要更新电极表面及清洗电解池,同样也增加了工作量,并容易导致二次污染,对检测结果的客观性造成影响。以上这些问题使电化学难以满足实际生物样品高准确、高重现性及低耗样量的检测要求。因此,简单、廉价和一次性的小尺寸修饰电极和微型检测系统势必成为这个领域发展亟待解决的问题。

目前,其他领域的一些研究组相继发展了许多微型化的电化学设备,如三维介孔金薄膜电极,针型或微洞型芯片,叉指阵列微电极,微电极阵列微流控技术传感器等。然而,这些电化学微检测系统的构建都需要昂贵的金属和基材,同时这些设备的制作过程涉及复杂的技术,例如高分辨率的光刻、离子束或等离子蚀刻、激光烧蚀和纳米压印光刻等,这些不可避免地提高了电化学检测的成本和操作的难度。另外,微检测系统多为平面结构,其参比电极只能采用假参比,使得电化学检测无法维持一个稳定的电势。由于微型检测系统的溶液体积小,还面临着溶液表面蒸发的问题。样品区溶液表面的微量挥发即可导致样品区溶液的浓度发生变化,因此对平面结构微检测系统的准确性和敏感性有很大影响。这些问题限制了微型电化学系统在实际研究、工作中的普遍应用。因此发展简单廉价、同时能够结合真参比电极的三维微型电化学检测系统在生物样品的电化学检测中具有重要意义。



技术实现要素:

本发明是要解决常规电化学检测系统所需样品量大,检测成本昂贵;且只能循环使用,增加工作量的同时也容易导致二次污染,对检测结果的客观性造成影响;而通常的电化学微检测系统普遍具有平面结构,只能配备假参比电极,电化学检测无法维持一个稳定的电势,且由于微型检测系统的溶液体积小,样品区溶液表面的微量挥发导致样品区溶液的浓度发生变化,对检测的准确性和敏感性有很大影响的技术问题,而提供一种基于一次性移液枪头和铅芯电极阵列的电化学微检测系统的制备方法。

本发明的一种基于一次性移液枪头和铅芯电极阵列的电化学微检测系统的制备方法是按以下方法进行的:

一、制备铅芯阵列:

①、将1支铅笔芯分为a、b和c三段,a和c分别位于铅笔芯的两端,b位于铅笔芯的中部,用砂纸将铅笔芯的a段抛光,使得抛光后的a段在浓度为1mmol/L~5mmol/L的铁氰化钾溶液中进行循环扫描检测时的峰峰电位差为60mV~90mV,得到抛光好的铅笔芯;用聚四氟乙烯套在抛光好的铅笔芯的b段,然后用1根铜丝将铅笔芯中的c段缠绕10圈,得到1支铅芯电极;

②、重复步骤一①再制备n支相同的铅芯电极,再将缠绕在n+1支铅芯电极c段的n+1根铜丝拧成一缕作为导线,然后依次用无水乙醇和蒸馏水对n+1支铅芯电极进行清洗,将清洗好的n+1支铅芯电极放在浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液中,在电位为-1.8V~1.5V和扫速为0.1V/s的条件下循环伏安连续扫描10圈进行活化,蒸馏水清洗,得到铅芯阵列;所述的铅笔芯的直径为0.3mm~0.7mm,长度为10mm~60mm;

二、修饰铅芯电极阵列:将步骤一得到的铅芯阵列放在pH为7.4的PBS溶液中,然后将铅芯阵列作为工作电极,氯化银电极作为参比电极,铂丝电极作为对电极,在高电位为0V,低电位为-2V,采样间隔为0.1s的条件下运行400s进行阴极极化,将阴极极化后的铅芯阵列放在碳纳米管修饰液中浸泡6h,取出后自然晾干,然后放在苏氨酸聚合液中,在电位为-0.5V~2.3V和扫速为100mV/s的条件下循环扫描15圈后取出,双蒸水冲洗,置于pH为7.4的PBS溶液中,在电位为0~1.2V和扫速为50mV/s的条件下扫描20圈后取出,双蒸水冲洗,自然晾干,得到苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列;

三、组装三电极体系:用直径为0.48mm的聚四氟乙烯管套在铂丝的中部,然后用绝缘胶将套在铂丝中部的聚四氟乙烯管和套在苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列中部的6支聚四氟乙烯管粘在玻璃体的Ag/AgCl电极外壁上,得到集成的三电极体系;所述的集成的三电极体系中,铂丝作为对电极,玻璃体的Ag/AgCl电极作为参比电极,步骤二得到的苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列作为工作电极;

四、制备电解池:将容积为200μL的移液枪头的细口端在移液枪头高度三分之一处剪断,保留粗口端,用火烧融粗口端剪断出的开口并且压实使开口处密封,得到微型化的电解池;

五、将步骤三得到的集成的三电极体系中的玻璃体的Ag/AgCl电极从步骤四得到的微型化的电解池的粗口处插入,得到一种铅芯电极阵列的电化学微检测系统。

本发明步骤一中所述的峰峰电位差为氧化峰和还原峰之间的峰电位差。

本发明步骤二中所述的PBS溶液是磷酸盐缓冲液。

本发明步骤二所述的修饰铅芯电极阵列为苏氨酸复合多壁碳纳米管修饰铅芯电极或苏氨酸复合单壁碳纳米管修饰铅芯电极。

本发明步骤四中所述的电解池为上口直径3mm~20mm的倒锥形型容器。

本发明使用三维微阵列传感器有利于与有限容积的待测液最大面积的接触,因此所需样品量比传统的普通电极大大减少,良好的边缘效应不需要搅拌即可实现待测样品的有效富集,并且配备真参比电极Ag/AgCl,准确性和敏感性较高;相比于单只电极,在相同样品使用量的基础上,其有效的接触表面积极大增加,有利于降低系统功耗和检测限。

另外本发明的铅芯电极阵列的电化学微检测系统具有制备简单,无需特殊技术,可以一次性使用,开辟了微型检测装置制备的新思路。

本发明中所述的聚四氟乙烯管一方面用于绝缘,一方面用于调整电极的使用长度。

本发明的基于一次性移液枪头和铅芯电极阵列的电化学微检测系统的水平宽度大于微型电解池最底部的直径,因此避免了Ag/AgCl参比电极底部接触微型电解池的底部而影响电极反应。

本发明的铅芯电极阵列作为工作电极,其长度可以通过调整聚四氟乙烯管来控制。

本发明为实现昂贵细胞样品的高敏感、低成本的微量电化学检测,设计了一种基于一次性的移液枪头和铅芯而构建的简单、新型的电化学微检测系统。实现了将传统需要毫升级样品量的细胞电化学检测降到微升级,而且利用移液枪头与铅芯在外形上的匹配,独具结合真参比电极的结构优势,使其成为优于平面结构微传感系统的主要特色。不仅能够极大地降低样品表面的挥发,而且在最大程度上提高了电极活性表面与样品的接触面积,有效提高电化学检测的精确度和敏感度。本发明为实现昂贵的生物样品(如细胞等)的微量电化学检测提供了可能,为细胞电化学法用于抗癌药物、环境污染物的毒性筛选提供了新的技术平台。

附图说明

图1是本发明步骤一①中制备的铅芯电极的示意图,1为铅芯电极中的a段,2为聚四氟乙烯管即为铅芯电极中的b段,3为铅芯电极中的c段,4为铜丝;

图2是本发明步骤三中套有聚四氟乙烯管铂丝的示意图,2为聚四氟乙烯管,5为铂丝;

图3是本发明步骤四所述的200μL的移液枪头的示意图,a为粗口端,b为细口端,6为剪断处;

图4是本发明的一种铅芯电极阵列的电化学微检测系统的示意图,2为聚四氟乙烯管,3为铅芯电极中的c段,4为铜丝,5为铂丝,7为玻璃体的Ag/AgCl电极,8为微型化的电解池;

图5是循环伏安图,曲线a是试验五中试验一得到的基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统测试结果,曲线b是试验五中试验二得到的基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极的电化学微检测系统测试结果,曲线c是试验五中试验三得到的基于苏氨酸修饰铅芯电极的电化学微检测系统测试结果,曲线d是试验五中试验四得到的铅芯电极的电化学微检测系统测试结果;

图6是循环伏安图,曲线1是试验六的测试结果,曲线2是试验七的测试结果,曲线3是试验八的测试结果,曲线4是试验九的测试结果,曲线5是试验十的测试结果,曲线6是试验十一的测试结果,曲线7是试验十二的测试结果,曲线8是试验十三的测试结果。

具体实施方式

具体实施方式一:本实施方式为一种基于一次性移液枪头和铅芯电极阵列的电化学微检测系统的制备方法,具体是按以下方法进行的:

一、制备铅芯阵列:

①、将1支铅笔芯分为a、b和c三段,a和c分别位于铅笔芯的两端,b位于铅笔芯的中部,用砂纸将铅笔芯的a段抛光,使得抛光后的a段在浓度为1mmol/L~5mmol/L的铁氰化钾溶液中进行循环扫描检测时的峰峰电位差为60mV~90mV,得到抛光好的铅笔芯;用聚四氟乙烯套在抛光好的铅笔芯的b段,然后用1根铜丝将铅笔芯中的c段缠绕10圈,得到1支铅芯电极;

②、重复步骤一①再制备n支相同的铅芯电极,再将缠绕在n+1支铅芯电极c段的n+1根铜丝拧成一缕作为导线,然后依次用无水乙醇和蒸馏水对n+1支铅芯电极进行清洗,将清洗好的n+1支铅芯电极放在浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液中,在电位为-1.8V~1.5V和扫速为0.1V/s的条件下循环伏安连续扫描10圈进行活化,蒸馏水清洗,得到铅芯阵列;所述的铅笔芯的直径为0.3mm~0.7mm,长度为10mm~60mm;

二、修饰铅芯电极阵列:将步骤一得到的铅芯阵列放在pH为7.4的PBS溶液中,然后将铅芯阵列作为工作电极,氯化银电极作为参比电极,铂丝电极作为对电极,在高电位为0V,低电位为-2V,采样间隔为0.1s的条件下运行400s进行阴极极化,将阴极极化后的铅芯阵列放在碳纳米管修饰液中浸泡6h,取出后自然晾干,然后放在苏氨酸聚合液中,在电位为-0.5V~2.3V和扫速为100mV/s的条件下循环扫描15圈后取出,双蒸水冲洗,置于pH为7.4的PBS溶液中,在电位为0~1.2V和扫速为50mV/s的条件下扫描20圈后取出,双蒸水冲洗,自然晾干,得到苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列;

三、组装三电极体系:用直径为0.48mm的聚四氟乙烯管套在铂丝的中部,然后用绝缘胶将套在铂丝中部的聚四氟乙烯管和套在苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列中部的6支聚四氟乙烯管粘在玻璃体的Ag/AgCl电极外壁上,得到集成的三电极体系;所述的集成的三电极体系中,铂丝作为对电极,玻璃体的Ag/AgCl电极作为参比电极,步骤二得到的苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列作为工作电极;

四、制备电解池:将容积为200μL的移液枪头的细口端在移液枪头高度三分之一处剪断,保留粗口端,用火烧融粗口端剪断出的开口并且压实使开口处密封,得到微型化的电解池;

五、将步骤三得到的集成的三电极体系中的玻璃体的Ag/AgCl电极从步骤四得到的微型化的电解池的粗口处插入,得到一种铅芯电极阵列的电化学微检测系统。

具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:步骤二所述的pH为7.4的PBS溶液的制备方法为:将8g的NaCl、0.2g的KCl、3.63g的12H2O·Na2HPO4和0.24g的KH2PO4溶于1000mL蒸馏水中,混合均匀,得到pH为7.4的PBS溶液。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是:步骤二中所述的碳纳米管修饰液的制备方法是:将20mg的多壁或单壁碳纳米管溶于10mL的蒸馏水中,然后超声1.5h,得到碳纳米管修饰液。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是:步骤二中所述的苏氨酸聚合液的制备方法是:将0.03g的苏氨酸固体粉末加入到100mL的pH为9.2的PBS溶液中溶解,得到苏氨酸聚合液。其他与具体实施方式一至三相同。

通过以下试验验证本发明的有益效果:

试验一:本试验为一种基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统的制备方法,具体是按以下方法进行的:

一、制备铅芯阵列:

①、将1支铅笔芯分为a、b和c三段,a和c分别位于铅笔芯的两端,b位于铅笔芯的中部,用砂纸将铅笔芯的a段抛光,使得抛光后的a段在浓度为1mmol/L~5mmol/L的铁氰化钾溶液中进行循环扫描检测时的峰峰电位差为60mV~90mV,得到抛光好的铅笔芯;用直径为0.56mm的聚四氟乙烯套在抛光好的铅笔芯的b段,然后用1根铜丝将铅笔芯中的c段缠绕10圈,得到1支铅芯电极;

②、重复步骤一①再制备五支相同的铅芯电极,再将缠绕在6支铅芯电极c段的6根铜丝拧成一缕作为导线,然后依次用无水乙醇和蒸馏水对6支铅芯电极进行清洗,将清洗好的6支铅芯电极放在浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液中,在电位为-1.8V~1.5V和扫速为0.1V/s的条件下循环伏安连续扫描10圈进行活化,蒸馏水清洗,得到铅芯阵列;所述的铅笔芯的直径为0.5mm;

二、修饰铅芯电极阵列:将步骤一得到的铅芯阵列放在pH为7.4的PBS溶液中,然后将铅芯阵列作为工作电极,氯化银电极作为参比电极,铂丝电极作为对电极,在高电位为0V,低电位为-2V,扫样间隔为0.1s的条件下运行400s进行阴极极化,将阴极极化后的铅芯阵列放在碳纳米管修饰液中浸泡6h,取出后自然晾干,然后放在苏氨酸聚合液中,在电位为-0.5V~2.3V和扫速为100mV/s的条件下循环扫描15圈后取出,双蒸水冲洗,置于pH为7.4的PBS溶液中,在电位为0~1.2V和扫速为50mV/s的条件下扫描20圈后取出,双蒸水冲洗,自然晾干,得到苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列;

三、组装三电极体系:用直径为0.48mm的聚四氟乙烯管套在铂丝的中部,然后用绝缘胶将套在铂丝中部的聚四氟乙烯管和套在苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列中部的6支聚四氟乙烯管粘在玻璃体的Ag/AgCl电极外壁上,得到集成的三电极体系;所述的集成的三电极体系中,铂丝作为对电极,玻璃体的Ag/AgCl电极作为参比电极,步骤二得到的苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列作为工作电极;

四、制备电解池:将容积为200μL的移液枪头的细口端在移液枪头高度三分之一处剪断,保留粗口端,用火烧融粗口端剪断出的开口并且压实使开口处密封,得到微型化的电解池;

五、将步骤三得到的集成的三电极体系中的玻璃体的Ag/AgCl电极从步骤四得到的微型化的电解池的粗口处插入,得到一种铅芯电极阵列的电化学微检测系统。

步骤二所述的pH为7.4的PBS溶液的制备方法为:将8g的NaCl、0.2g的KCl、3.63g的12H2O·Na2HPO4和0.24g的KH2PO4溶于1000mL蒸馏水中,混合均匀,得到pH为7.4的PBS溶液。

步骤二中所述的碳纳米管修饰液的制备方法是:将20mg的多壁碳纳米管溶于10mL的蒸馏水中,然后超声1.5h,得到碳纳米管修饰液。

步骤二中所述的苏氨酸聚合液的制备方法是:将0.03g的苏氨酸固体粉末加入到100mL的pH为9.2的PBS溶液中溶解,得到苏氨酸聚合液。

试验二:本试验为一种基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极的电化学微检测系统的制备方法,具体是按以下方法进行的:

一、制备铅芯电极:将1支铅笔芯分为a、b和c三段,a和c分别位于铅笔芯的两端,b位于铅笔芯的中部,用砂纸将铅笔芯的a段抛光,使得抛光后的a段在浓度为1mmol/L~5mmol/L的铁氰化钾溶液中进行循环扫描检测时的峰峰电位差为60mV~90mV,得到抛光好的铅笔芯;用直径为0.56mm的聚四氟乙烯套在抛光好的铅笔芯的b段,然后用1根铜丝将铅笔芯中的c段缠绕10圈,得到1支铅芯电极;然后依次用无水乙醇和蒸馏水对铅芯电极进行清洗,将清洗好的铅芯电极放在浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液中,在电位为-1.8V~1.5V和扫速为0.1V/s的条件下循环伏安连续扫描10圈进行活化,蒸馏水清洗,得到清洗好的铅芯电极;所述的铅笔芯的直径为0.5mm;

二、修饰铅芯电极:将步骤一得到的清洗后的铅芯电极放在pH为7.4的PBS溶液中,然后将铅芯电极作为工作电极,氯化银电极作为参比电极,铂丝电极作为对电极,在高电位为0V,低电位为-2V,扫样间隔为0.1s的条件下运行400s进行阴极极化,将阴极极化后的铅芯电极放在碳纳米管修饰液中浸泡6h,取出后自然晾干,然后放在苏氨酸聚合液中,在电位为-0.5V~2.3V和扫速为100mV/s的条件下循环扫描15圈后取出,双蒸水冲洗,置于pH为7.4的PBS溶液中,在电位为0~1.2V和扫速为50mV/s的条件下扫描20圈后取出,双蒸水冲洗,自然晾干,得到苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极;

三、组装三电极体系:用直径为0.48mm的聚四氟乙烯管套在铂丝的中部,然后用绝缘胶将套在铂丝中部的聚四氟乙烯管和套在苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极中部的聚四氟乙烯管粘在玻璃体的Ag/AgCl电极外壁上,得到集成的三电极体系;所述的集成的三电极体系中,铂丝作为对电极,玻璃体的Ag/AgCl电极作为参比电极,步骤二得到的苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极作为工作电极;

四、制备电解池:将容积为200μL的移液枪头的细口端在移液枪头高度三分之一处剪断,保留粗口端,用火烧融粗口端剪断出的开口并且压实使开口处密封,得到微型化的电解池;

五、将步骤三得到的集成的三电极体系中的玻璃体的Ag/AgCl电极从步骤四得到的微型化的电解池的粗口处插入,得到一种铅芯电极的电化学微检测系统。

步骤二所述的pH为7.4的PBS溶液的制备方法为:将8g的NaCl、0.2g的KCl、3.63g的12H2O·Na2HPO4和0.24g的KH2PO4溶于1000mL蒸馏水中,混合均匀,得到pH为7.4的PBS溶液。

步骤二中所述的碳纳米管修饰液的制备方法是:将20mg的多壁碳纳米管溶于10mL的蒸馏水中,然后超声1.5h,得到碳纳米管修饰液。

步骤二中所述的苏氨酸聚合液的制备方法是:将0.03g的苏氨酸固体粉末加入到100mL的pH为9.2的PBS溶液中溶解,得到苏氨酸聚合液。

试验三:本试验为一种基于苏氨酸修饰铅芯电极的电化学微检测系统的制备方法,具体是按以下方法进行的:

一、制备铅芯电极:将1支铅笔芯分为a、b和c三段,a和c分别位于铅笔芯的两端,b位于铅笔芯的中部,用砂纸将铅笔芯的a段抛光,使得抛光后的a段在浓度为1mmol/L~5mmol/L的铁氰化钾溶液中进行循环扫描检测时的峰峰电位差为60mV~90mV,得到抛光好的铅笔芯;用直径为0.56mm的聚四氟乙烯套在抛光好的铅笔芯的b段,然后用1根铜丝将铅笔芯中的c段缠绕10圈,得到1支铅芯电极;然后依次用无水乙醇和蒸馏水对铅芯电极进行清洗,将清洗好的铅芯电极放在浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液中,在电位为-1.8V~1.5V和扫速为0.1V/s的条件下循环伏安连续扫描10圈进行活化,蒸馏水清洗,得到清洗好的铅芯电极;所述的铅笔芯的直径为0.5mm;

二、修饰铅芯电极:将步骤一得到的清洗后的铅芯电极放在pH为7.4的PBS溶液中,然后将铅芯电极作为工作电极,氯化银电极作为参比电极,铂丝电极作为对电极,将铅芯电极放在苏氨酸聚合液中,在电位为-0.5V~2.3V和扫速为100mV/s的条件下循环扫描15圈后取出,双蒸水冲洗,置于pH为7.4的PBS溶液中,在电位为0~1.2V和扫速为50mV/s的条件下扫描20圈后取出,双蒸水冲洗,自然晾干,得到苏氨酸修饰铅芯电极;

三、组装三电极体系:用直径为0.48mm的聚四氟乙烯管套在铂丝的中部,然后用绝缘胶将套在铂丝中部的聚四氟乙烯管和套在苏氨酸修饰铅芯电极中部的聚四氟乙烯管粘在玻璃体的Ag/AgCl电极外壁上,得到集成的三电极体系;所述的集成的三电极体系中,铂丝作为对电极,玻璃体的Ag/AgCl电极作为参比电极,步骤二得到的苏氨酸修饰铅芯电极作为工作电极;

四、制备电解池:将容积为200μL的移液枪头的细口端在移液枪头高度三分之一处剪断,保留粗口端,用火烧融粗口端剪断出的开口并且压实使开口处密封,得到微型化的电解池;

五、将步骤三得到的集成的三电极体系中的玻璃体的Ag/AgCl电极从步骤四得到的微型化的电解池的粗口处插入,得到一种铅芯电极的电化学微检测系统。

步骤二所述的pH为7.4的PBS溶液的制备方法为:将8g的NaCl、0.2g的KCl、3.63g的12H2O·Na2HPO4和0.24g的KH2PO4溶于1000mL蒸馏水中,混合均匀,得到pH为7.4的PBS溶液。

步骤二中所述的苏氨酸聚合液的制备方法是:将0.03g的苏氨酸固体粉末加入到100mL的pH为9.2的PBS溶液中溶解,得到苏氨酸聚合液。

试验四:本试验为一种铅芯电极的电化学微检测系统的制备方法,具体是按以下方法进行的:

一、制备铅芯电极:将1支铅笔芯分为a、b和c三段,a和c分别位于铅笔芯的两端,b位于铅笔芯的中部,用砂纸将铅笔芯的a段抛光,使得抛光后的a段在浓度为1mmol/L~5mmol/L的铁氰化钾溶液中进行循环扫描检测时的峰峰电位差为60mV~90mV,得到抛光好的铅笔芯;用直径为0.56mm的聚四氟乙烯套在抛光好的铅笔芯的b段,然后用1根铜丝将铅笔芯中的c段缠绕10圈,得到1支铅芯电极;然后依次用无水乙醇和蒸馏水对铅芯电极进行清洗,将清洗好的铅芯电极放在浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液中,在电位为-1.8V~1.5V和扫速为0.1V/s的条件下循环伏安连续扫描10圈进行活化,蒸馏水清洗,得到清洗好的铅芯电极;所述的铅笔芯的直径为0.5mm;

二、组装三电极体系:用直径为0.48mm的聚四氟乙烯管套在铂丝的中部,然后用绝缘胶将套在铂丝中部的聚四氟乙烯管和套在铅芯电极中部的聚四氟乙烯管粘在玻璃体的Ag/AgCl电极外壁上,得到集成的三电极体系;所述的集成的三电极体系中,铂丝作为对电极,玻璃体的Ag/AgCl电极作为参比电极,步骤一得到的铅芯电极作为工作电极;

三、制备电解池:将容积为200μL的移液枪头的细口端在移液枪头高度三分之一处剪断,保留粗口端,用火烧融粗口端剪断出的开口并且压实使开口处密封,得到微型化的电解池;

四、将步骤二得到的集成的三电极体系中的玻璃体的Ag/AgCl电极从步骤三得到的微型化的电解池的粗口处插入,得到一种铅芯电极的电化学微检测系统。

试验五:将尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为6.5的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为10-5μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,分别用试验一得到的基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统、试验二得到的基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极的电化学微检测系统、试验三得到的基于苏氨酸修饰铅芯电极的电化学微检测系统和试验四得到的铅芯电极的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

图5是循环伏安图,曲线a是试验五中试验一得到的基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统测试结果,曲线b是试验五中试验二得到的基于苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极的电化学微检测系统测试结果,曲线c是试验五中试验三得到的基于苏氨酸修饰铅芯电极的电化学微检测系统测试结果,曲线d是试验五中试验四得到的铅芯电极的电化学微检测系统测试结果,由曲线d可见,铅芯电极作为工作电极的情况下仅在电位0.3V和0.7V左右分别有一个较宽而且微弱的氧化峰,在1.0V处几乎观察不到次黄嘌呤的氧化峰;

由曲线c可见,苏氨酸修饰过的铅芯电极作为工作电极的条件下,于电位0.29V、0.67V和1.0V处可观察到三个明显的峰,分别对应尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤,峰电流值较曲线d的峰电流强度均有所提高;

由曲线b可见,与苏氨酸修饰过的铅芯电极作为工作电极相比(曲线c),在苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极作为工作电极的条件下,尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤的峰电流又进一步增大,说明苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极对尿酸和嘌呤的电催化性能增强;

由曲线a可见,苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯阵列电极为工作电极时,与单只苏氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极为工作电极相比,尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤的氧化峰电流显著增强。

试验六:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为80μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验七:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为40μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验八:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为20μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验九:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为10μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验十:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为5μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验十一:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为1μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验十二:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为0.5μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

试验十三:将尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤一起溶解在pH为7.4的PBS溶液中,得到体积为60μL的混合液,且混合液中尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的浓度均为0.1μmol/L,将此60μL的混合液作为电解液,用试验一得到的基于氨酸复合碳纳米管修饰铅芯电极阵列的电化学微检测系统对此电解液进行循环伏安响应测试,扫描电位从0~1.2V。

图6是循环伏安图,曲线1是试验六的测试结果,曲线2是试验七的测试结果,曲线3是试验八的测试结果,曲线4是试验九的测试结果,曲线5是试验十的测试结果,曲线6是试验十一的测试结果,曲线7是试验十二的测试结果,曲线8是试验十三的测试结果,从图中可以看出曲线上出现了四个氧化峰分别对应尿酸、黄嘌呤和鸟嘌呤的混合峰、腺嘌呤及次黄嘌呤,随着尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤及次黄嘌呤浓度的同时梯度增加,四个氧化峰的峰电流也同时增加。并且首次实现了腺嘌呤和次黄嘌呤的分峰检测。尿酸、腺嘌呤和次黄嘌呤同时检测的检测限分别是0.05μmol/L、0.1μmol/L和0.1μmol/L。因此,试验一制备的铅芯电极阵列的电化学微检测系统可以用于尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤混合样品的检测及对混合样品中尿酸、腺嘌呤和次黄嘌呤单体含量的检测。

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