一种用于检测多巴胺的电解池及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于检测多巴胺的电解池及其方法，电解池包括上部分和下部分，上部分包括倒圆台状池体和带孔的池盖，下部分包括圆柱形池底，池底底部中间凹孔内装有强磁性磁铁，上部分和下部分通过卡位和螺丝固定锁紧，上部分和下部分的连接处设置有橡胶垫，电解池中池体为聚四氟乙烯。在缓冲体系下，用活化剂引发待测多巴胺溶液与磁性微球发生偶联反应，反应产物在电解池所加磁场下富集于印刷碳电极表面，通过微分脉冲伏安法检测出峰电流，由峰电流与标样浓度建立的线性关系，由所建立的线性关系得出待测样品浓度。本发明利用磁性微球在电解池外加磁场作用下可产生磁性，做定向移动富集于工作电极的表面以提高其检测的灵敏度。
【专利说明】—种用于检测多巴胺的电解池及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电化学领域的检测装备及其检测方法，更具体涉及一种用于检测多巴胺的电解池及其方法。
【背景技术】
[0002]多巴胺是存在于哺乳动物中枢神经系统内的儿茶酚胺类神经递质，其量的改变可导致一些重要疾病如精神分裂症和帕金森氏症。目前用电化学方法测定多巴胺时，由于多巴胺在固体电极上的过电位高，电极反应缓慢，且其电化学反应产物易吸附于电极表面，导致了电极表面钝化，检测灵敏度降低。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一个方面，提供一种用于检测多巴胺的电解池，包括池体及放置于池体中的工作电极、对电极和参比电极，池体包括池盖、溶液池和池底，池盖带孔，溶液池为倒圆台状，池底为圆柱形，池底底部中间设有凹孔，凹孔内装有磁铁，磁铁下端设有弹簧，工作电极横设于溶液池和池底连接处，工作电极的工作部分面向溶液池，对电极和参比电极由池盖的孔中插入，对电极和参比电极的工作部分进入溶液池中。
[0004]在一些实施方式中，溶液池和池底通过螺丝紧固，溶液池和池底连接处设有橡胶垫。
[0005]在一些实施方式中，溶液池、池盖和池底采用聚四氟乙烯材质，电解池的底部用钢板包覆。
[0006]在一些实施方式中，工作电极选用印刷碳电极，印刷碳电极的碳糊区为圆形，对电极选用钼丝电极，参比电极选用汞电极。
[0007]—种用于检测多巴胺的检测方法，包括:在缓冲体系下，用活化后的磁性微球与多巴胺溶液发生偶联反应，偶联反应产物在电解池所加磁场下富集于工作电极表面，通过微分脉冲伏安法检测出峰电流，由峰电流与标样浓度建立线性关系，由所建立的线性关系得出待测样品浓度。
[0008]在一些实施方式中，工作电极选用印刷碳电极。
[0009]在一些实施方式中，缓冲体系选用醋酸-醋酸钠缓冲液。
[0010]在一些实施方式中，活化过程中用到的活化剂为碳二亚胺。
[0011 ] 本发明将多巴胺与磁性微球偶联后，在电解池外加磁场条件下用印刷碳电极富集检测，印刷碳电极的碳糊区为圆形，使得偶联产物的富集区域较大，且磁性微球具有较大的比表面，因而可携带高密度功能基团并能高度分散于溶液中的特性，在外加磁场作用下软磁性高分子微球可产生磁性，做定向移动富集于电极的表面以提高其检测的灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明一种用于检测多巴胺的电解池的结构示意图；[0013]图2是本发明一种用于检测多巴胺的电解池及其检测方法的一实施方式的微分脉冲伏安图；
[0014]图3是本发明偶联反应5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、40分钟和50分钟后的时间_电流图；
[0015]图4 是本发明的多巴胺浓度分别为 lXl(T7mol/L、2.5Xl(T7mol/L、5Xl(T7mol/L、7.5X10-7mol/L、10Xl(r7mol/L时绘制成的浓度-电流图。
【具体实施方式】
[0016]实施例一
[0017]如图1所示，一种用于检测多巴胺的电解池，包括池体I及放置于池体中的工作电极2、对电极3和参比电极4。池体I包括池盖11、溶液池12和池底13。池盖11带圆孔，溶液池12为倒圆台状，池底13为圆柱形。池底13底部中间设有凹孔，凹孔内装有磁铁131，磁铁131下端设有弹簧132。工作电极2横设于溶液池12和池底13连接处，工作电极2的工作部分面向溶液池12。对电极3和参比电极4由池盖11的圆孔中插入，对电极3和参比电极4的工作部分进入溶液池中。溶液池12和池底13通过螺丝紧固，溶液池12和池底13连接处设有橡胶垫5。电解池中溶液池12、池盖11和池底13的材质为聚四氟乙烯。电解池的底部用钢板6包覆。工作电极2选用印刷碳电极，印刷碳电极的碳糊区为圆形，参比电极4选用汞电极，对电极3选用钼丝电极。
[0018]首先将溶液池用质量浓度为90%的乙醇水溶液超声清洗30分钟，再超纯水清洗后在80°C下烘干备用。将工作电极正面朝上插入溶液池12和池底13的连接处，并调整工作电极2位置使工作部分完全从池底13露出，锁紧螺丝；最后，将待测多巴胺溶液倒入溶液池12中，将对电极3和参比电极4由池盖11的圆孔中放入,使对电极3和参比电极4的工作区域进入溶液池12中。连上电化学平台进行测试。
[0019]羧基磁性微球的活化:量取50uL羧基磁性微球乳液個含量5~20g / L，表面羧基量≥0.25mmol/g，平均粒径60nm)于试管中，加入5mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(PH=4.6)稀释摇匀后，加入0.05mL浓度为100mg/L的1_ (3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐活化，30分钟后用超纯水洗净磁力吸附活化产物，弃去上清液，再分别用2mL醋酸缓冲溶液(pH=3.6)洗涤3次，最后在试管中加入5mL醋酸缓冲溶液(pH=3.6)。
[0020]取IOuL浓度为5mmol/L多巴胺盐酸溶液用醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH=3.6)在50mL的容量瓶中定容稀释为Ippm后。将5mL活化后的羧基磁性微球溶液和5mL浓度为Ippm的多巴胺溶液偶联反应50分钟后，将磁性微球进行磁分离，用去离子水洗涤3次，然后将偶联后的磁性微球转移到电解池中，以IOmL浓度为0.05mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH=3.6)为电解液，在电解池的磁铁131的外加磁场下偶联后的磁性微球快速吸附到印刷电极表面，随后放入汞电极和钼丝电极进行微分脉冲伏安法进行检测。测定参数:初始电位为-0.1V，最终电位0.7V，扫描速度为4mV/s，脉冲幅度为50mV，采样时间为20秒，脉冲宽度为60毫秒，脉冲周期为2000毫秒，静止时间为2秒。
[0021]常规微分脉冲伏安法试验:取IOuL浓度为5mmol/L多巴胺盐酸溶液用0.05mol/L醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH=3.6)在50mL的容量瓶中定容稀释为Ippm后，倒入IOOmL小烧杯中。将印刷碳电极、汞电极和钼丝电极放入溶液中进行微分脉冲伏安法测定。测定参数:氮气持续通入5分钟来除氧，初始电位为-0.1V，最终电位0.7V，扫描速度为4mV/s，脉冲幅度为50mV,采样时间为20秒,脉冲宽度为60毫秒,脉冲周期为2000毫秒,静止时间为2秒。
[0022]如图2所示，直接测定多巴胺的峰电流=1.158X10_6A，偶联后磁场测定多巴胺的峰电流=1.069X 10-5Α。在外加磁场下偶联产物富集于电极表面，使得氧化峰电流放大了
9.2倍，峰电位负移，提高了电极反应的灵敏性。
[0023]实施例二
[0024]取IOuL浓度为5mmol/L多巴胺盐酸溶液用醋酸缓冲溶液(ρΗ=3.6)在50mL的容量瓶中定容稀释为Ippm后。将5mL活化后的磁性微球溶液和5mL浓度为Ippm的多巴胺溶液偶联反应5分钟后，将磁性微球进行磁分离，用去离子水洗涤3次，然后将微球转移到本发明的电解池中，以0.05mol/L的醋酸醋酸钠缓冲溶液(pH=3.6) IOml为电解液，在电解池的外加磁场下偶联后的磁性微球快速吸附到印刷电极表面，随后放入汞电极和钼丝电极进行微分脉冲伏安法进行检测。测定参数:初始电位为-0.1V，最终电位0.7V，扫描速度为4mV/s，脉冲幅度为50mV，采样时间为20秒，脉冲宽度为60毫秒，脉冲周期为2000毫秒，静止时间为2秒。在各参数不变的情况下，改变偶联反应的时间分别为10分钟、20分钟、30分钟、40分钟和50分钟进行反应。
[0025]如图3所示，图3给出了偶联反应5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、40分钟和50分钟后的时间-电流图，由图3可以看出，偶联反应30分钟，氧化峰电流达到稳定。
[0026]取IOuL浓度为5mmol/L多巴胺盐酸溶液用醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH=3.6)在稀释为0.5X 10_7mol/L的浓度后。将活化后的5mL磁性微球溶液依次和浓度为0.5 X IO^mol/L的多巴胺溶液偶联反应30分钟后，将磁性微球进行磁分离，用去离子水洗涤3次，然后将微球转移到电解池中，以0.05mol/L的醋酸一醋酸钠缓冲溶液(pH=3.6) IOmL为电解液，在电解池的外加磁场下偶联后的磁性微球快速吸附到印刷电极表面，随后放入汞电极和钼丝电极进行微分脉冲伏安法进行检测。测定参数:初始电位为-0.1V，最终电位0.7V，扫描速度为4mV/s，脉冲幅度为50mV，采样时间为20秒，脉冲宽度为60毫秒，脉冲周期为2000毫秒，静止时间为2秒。
[0027]在各参数不变的情况下，改变多巴胺浓度分别为lX10_7mol/L、2.5X10_7mol/L、5Xl(T7mol/L、7.5Xl(T7mol/L 和 10Xl(T7mol/L 进行反应。
[0028]图4 为多巴胺浓度分别为 lX10_7mol/L、2.5X10_7mol/L、5X10_7mol/L、
`7.5X10_7mol/L、10X10_7mol/L时绘制成的浓度_电流图，多巴胺浓度在0.5X10_7mol/LlOX 10_7mol/L范围内和偶联产物氧化峰电流有很好的线性关系，由图4得出线性方程为:1ρ=0.992XC^eis+0.313，相关系数 R2 为 0.989，最低检测限为 0.5Xl(Tmol/L。由图 4的线性关系即可由偶联后磁场测定多巴胺的峰电流的数值得出待测多巴胺溶液的浓度。
【权利要求】
1.一种用于检测多巴胺的电解池，其中，包括池体及放置于池体中的工作电极、对电极和参比电极，所述池体包括池盖、溶液池和池底，所述池盖带孔，所述溶液池为倒圆台状，所述池底为圆柱形，所述池底底部中间设有凹孔，所述凹孔内装有磁铁，所述磁铁下端设有弹簧，所述工作电极横设于所述溶液池和池底连接处，所述工作电极的工作部分面向溶液池，所述对电极和参比电极由池盖的孔中插入，所述对电极和参比电极的工作部分进入溶液池中。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测多巴胺的电解池，其中，所述溶液池和池底通过螺丝紧固，所述溶液池和池底连接处设有橡胶垫。
3.根据权利要求2所述的一种用于检测多巴胺的电解池，其中，所述溶液池、池盖和池底采用聚四氟乙烯材质，所述电解池的底部用钢板包覆。
4.根据权利要求3所述的一种用于检测多巴胺的电解池，其中，所述工作电极选用印刷碳电极，所述印刷碳电极的碳糊区为圆形，所述对电极选用钼丝电极，所述参比电极选用汞电极。
5.应用根据权利要求1-4中的任一项所述的电解池的检测多巴胺的方法，包括:在缓冲体系下，用活化后的磁性微球与多巴胺溶液发生偶联反应，偶联反应产物在电解池所加磁场下富集于工作电极表面，通过微分脉冲伏安法检测出峰电流，由峰电流与标样浓度建立线性关系，由所建立的线性关系得出待测样品浓度。
6.根据权利要求5所述的一种检测多巴胺的方法，其中，所述工作电极选用印刷碳电极。
7.根据权利要求6所述的一种检测多巴胺的方法，其中，所述缓冲体系选用醋酸-醋酸钠缓冲液。
8.根据权利要求7所述的一种检测多巴胺的方法，其中，所述活化过程中用到的活化剂为碳二亚胺。
【文档编号】G01N27/28GK103675054SQ201210361734
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】方建辉 申请人:方建辉