一种石墨烯纳米卷固化莱克多巴胺电化学传感器制备方法

1.本发明涉及莱克多巴胺食品安全检测技术领域，具体涉及一种石墨烯纳米卷固化莱克多巴胺电化学传感器制备方法。


背景技术：

2.利用二维材料作为构筑单元进行组装、剪裁，可以获得具有特殊形貌和功能的新材料。这是二维材料领域发展的一种重要方向。纳米卷就是利用二维材料构筑的一种特殊一维材料，是指由二维纳米材料卷曲所形成的一维纳米结构。纳米卷是推进二维材料在电池、传感、过滤和光催化过程中的应用的一种有前途的材料结构。这类一维纳米结构不仅保留了二维基体的优良性质，而且表现出一维几何排列所产生的新性质。将二维纳米片成螺旋形地卷起形成一维纳米结构、纳米卷轴成为近几年科学家们研究的热点，根据理论预测，这些一维纳米结构将会由于其独特的、开放式的管状结构及可调的层间距而显示不同寻常的电子特性、机械特性和光学特性。石墨烯基纳米卷是最具代表性的一类一维材料。因此石墨烯基纳米卷在柔性电子器件和传感器等领域的性能均优于其他一维纳米卷材料。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种石墨烯纳米卷固化莱克多巴胺电化学传感器的制备。该型莱克多巴胺电化学传感器具有操作简单、成本低廉、检测灵敏度高等优点。
4.为实现本发明的目的采用的技术方案是：在玻碳电极表面修饰上制备的硅溶胶和石墨烯纳米卷，由于石墨烯具有多孔结构，在低温下合成石墨烯纳米卷，在修饰好的电极上滴加莱克多巴胺抗体，使莱克多巴胺抗体浸润在石墨烯纳米卷里面上，得到检测莱克多巴胺的电化学传感器。
5.制备方法如下：（1）si@石墨烯纳米卷溶液的制备：将0.01～0.08克经过4℃冷冻干燥后的氧化石墨烯，加入到1升去离子水中，在超声器中超声40～60分钟分散；然后加入水玻璃3～5克，氨水10毫升，纳米硅粉1～2.5克，使用2ml注射器采用滴加方式加入0.05～0.08g乳化剂十六烷基三甲基氯化铵，以100
‑
200r/min速度搅拌60分钟；然后在3～5℃之间进行凝胶化处理得到si@石墨烯纳米凝胶处理物，处理的时间为48小时。
6.在60℃、100r/min搅拌条件向si@石墨烯纳米凝胶处理物滴加0.2
‑
2克水合肼进行还原，搅拌60分钟，最后将反应器快速浸入液氮进行快速速冻处理，得到si@石墨烯纳米卷冷冻凝胶。
7.（2）si@石墨烯纳米卷负载型莱克多巴胺电化学传感器的制备将步骤（1）制备得到的si@石墨烯纳米卷冷冻凝胶解冻，在5℃操作温度下将溶胶旋涂在玻碳电极上，再经过30℃真空干燥使胶粒吸附在玻碳电极上；在吸附有胶粒的玻碳电极上滴加0.1克/升莱克多巴胺抗体溶液，在30℃真空干燥
后得到莱克多巴胺电化学传感器。
8.所述的莱克多巴胺抗体购自深圳市科捷实业发展有限公司。
9.采用本发明所述的制备方法制备得到的莱克多巴胺电化学传感器，做为工作电极的三电极系统置于一定浓度范围的测定溶液中，记录cv曲线的峰电流.由于该电极表面有莱克多巴胺分子形态的“空穴”，当该电极浸入含有莱克多巴胺的溶液后，由于莱克多巴胺和莱克多巴胺抗体结合后为生物蛋白质大分子形态，会使得部分“空穴”被莱克多巴胺填充，表现为峰电流降低。并且由于莱克多巴胺抗体的优良选择性，只和莱克多巴胺进行结合，因此只有莱克多巴胺存在的情况下才会发生峰电流降低显著现象，从而确认莱克多巴胺的存在，并确认该传感器成功构建。
10.本发明利用石墨烯纳米卷材料容易分散、比表面积大，对电活性物质及生物分子的高负载量，提供更均匀、更大的电活性位点分布等优点，将莱克多巴胺抗体负载在电极表面，实现在电极上的有效固定，并有效提高所制备电化学免疫传感器的灵敏度。
11.将本发明构建的传感器应用于实际样品中目标成分莱克多巴胺检测上，其检测的实际浓度线形范围在0.05x10
‑7‑3×
10
‑7mol/l之间。
附图说明
12.图1 是本发明使用的石墨烯网络示意图。
13.图2 是本发明实施例1制备的石墨烯在冷却条件下冷冻卷曲示意图图3是发明构建的传感器应用于沙丁胺醇检测时峰电流与沙丁胺醇在特定浓度区间线性关系曲线图。
14.图4是发明构建的传感器应用于沙丁胺醇检测时峰电流与沙丁胺醇在另一特定浓度区间线性关系曲线图。
具体实施方式
15.以下对本发明的实施例作详细说明。
16.本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
17.图3是发明实施例1中，将构建的传感器应用于样品中目标成分沙丁胺醇检测上，在实施例1实验条件下，表明传感器峰电流与沙丁胺醇浓度在0.05
×
10
‑7‑3×
10
‑
7 mol/l区间有良好的线性关系。
18.图4是发明实施例1中，将构建的传感器应用于样品中目标成分沙丁胺醇检测上，在实施例1实验条件下，表明传感器峰电流与沙丁胺醇浓度在0.05
×
10
‑7‑6×
10
‑
7 mol/l区间有良好的线性关系。
19.实施例1：（1）si@石墨烯纳米溶胶的制备：将经过 4℃冷冻干燥的氧化石墨烯称取0.05克，加入1升去离子水中，在超声器中超声60分钟，分散均匀。
20.然后加入水玻璃3克，氨水10毫升，纳米硅粉1克，使用2ml注射器采用滴加方式加入0.05g十六烷基三甲基氯化铵作为乳化剂,200 r/min搅拌60分钟；混合均匀后，5℃凝胶
化处理，处理的时间为48小时。
21.（2）si@石墨烯纳米卷溶液的制备：接着在60℃搅拌条件滴加1.5克水合肼进行还原，搅拌60分钟，最后将反应器快速浸入液氮进行快速速冻处理。得到si@石墨烯纳米卷冷冻液。
22.（3）莱克多巴胺电化学传感器的制备将步骤1制备得到的si@石墨烯纳米卷溶液冷冻液解冻，在5℃操作温度下将溶胶旋涂在玻碳电极上，后再经过30℃真空干燥使胶粒吸附在玻碳电极上；然后滴加0.01克/升莱克多巴胺抗体溶液5d，在30℃真空干燥后，得到莱克多巴胺电化学传感器。
23.莱克多巴胺电化学传感器的应用：采用本发明所述的制备方法制备得到的莱克多巴胺电化学传感器，做为工作电极的三电极系统置于一定浓度范围的测定溶液中，记录cv曲线的峰电流.由于该电极表面有莱克多巴胺分子形态的“空穴”，当该电极浸入含有莱克多巴胺的溶液后，由于莱克多巴胺和莱克多巴胺抗体结合后为生物蛋白质大分子形态，会使得部分“空穴”被莱克多巴胺填充，表现为峰电流降低。并且由于莱克多巴胺抗体的优良选择性，只和莱克多巴胺进行结合，因此只有莱克多巴胺存在的情况下才会发生峰电流降低显著现象，从而确认莱克多巴胺的存在，并确认该传感器成功构建。
24.将本发明构建的传感器应用于实际样品中目标成分莱克多巴胺检测上，莱克多巴胺在0.05
×
10
‑7‑3×
10
‑
7 mol/l浓度区间峰电流与浓度线形关系优良，如图3所示。
25.其回归方程为：i(
µ
a)=10.221
‑
2.0736c，相关系数为r2=0.9993。
26.莱克多巴胺在0.05
×
10
‑7‑6×
10
‑
7 mol/l浓度区间峰电流与浓度线形关系良好，如图4所示。
27.其回归方程为：i(
µ
a)=9.9157
‑
1.6204c，相关系数为r2=0.977。
28.由于莱克多巴胺抗体的优良选择性，只和莱克多巴胺进行结合，因此只有莱克多巴胺存在的情况下才会发生峰电流降低现象，从而确认莱克多巴胺的存在，并确认该传感器成功构建。
29.实施例2：（1）si@石墨烯纳米卷溶胶的制备：将氧化石墨烯置于4℃冷冻干燥，称取0.01克置于1升去离子水中，在超声器中超声60分钟，分散均匀。
30.然后加入水玻璃3克，氨水10毫升，纳米硅粉1克，使用2ml注射器采用滴加方式加入0.05g十六烷基三甲基氯化铵作为乳化剂,200 r/min搅拌60分钟；混合均匀后，5℃凝胶化处理，处理的时间为48小时。
31.（2）si@石墨烯纳米卷溶液的制备：接着在60℃搅拌条件滴加0.2克水合肼进行还原，搅拌60分钟，最后将反应器快速浸入液氮进行快速速冻处理。得到si@石墨烯纳米卷冷冻液。
32.（3）莱克多巴胺电化学传感器的制备
将步骤1制备得到的si@石墨烯纳米卷溶液冷冻液解冻，在5℃操作温度下将溶胶旋涂在玻碳电极上，后再经过30℃真空干燥使胶粒吸附在玻碳电极上；然后滴加0.01克/升莱克多巴胺抗体溶液5d，在30℃真空干燥后，得到莱克多巴胺电化学传感器。
33.实施例3：（1）si@石墨烯纳米卷溶胶的制备：将氧化石墨烯置于4℃冷冻干燥，称取0.08克置于1升去离子水中，在超声器中超声60分钟，分散均匀。
34.然后加入水玻璃3克，氨水10毫升，纳米硅粉1克，使用2ml注射器采用滴加方式加入0.05g十六烷基三甲基氯化铵作为乳化剂,200 r/min搅拌60分钟；混合均匀后，5℃凝胶化处理，处理的时间为48小时。
35.（2）si@石墨烯纳米卷溶液的制备：接着在60℃搅拌条件滴加2 克水合肼进行还原，搅拌60分钟，最后将反应器快速浸入液氮进行快速速冻处理。得到si@石墨烯纳米卷冷冻液。
36.（3）莱克多巴胺电化学传感器的制备将步骤1制备得到的si@石墨烯纳米卷溶液冷冻液解冻，在5℃操作温度下将溶胶旋涂在玻碳电极上，后再经过30℃真空干燥使胶粒吸附在玻碳电极上；然后滴加0.01克/升莱克多巴胺抗体溶液5d，在30℃真空干燥后，得到莱克多巴胺电化学传感器。