一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的l-酪氨酸电化学传感电极
技术领域
1.本发明属于电化学传感器技术领域，具体涉及一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极。
背景技术：
2.l-酪氨酸（l-tyrosine，l-tyr），是一种重要的营养必需氨基酸，主要用于合成甲状腺素、去甲肾上腺素、多巴胺和黑色素等物质，对人和动物的新陈代谢、生长发育起着重要的作用，它存在于许多乳制品、肉、鱼、小麦、燕麦等多种食物中。人体内l-tyr含量的正常值为33~83 μmol/l，人体内含量偏高会对肝脏、肾脏等方面产生影响，过低可能是高苯丙胺酸血症、白癜风等疾病的症状，而且它的含量还会影响猪、羊等动物的毛色和发育。因此，建立一种准确检测生物体液中l-tyr含量的方法是十分必要的。
3.普鲁士蓝类似物(pba)，是一种典型的金属有机框架材料，化学通式为 a
x
m1[m2(cn)6]y·h1-y
·
nh2o，其中a指li，na，k等碱金属离子；而m1，m2包括fe、co、 ni、mn、zn、cu、mg等过渡金属离子，h为空穴，0《x《2，0《y《1。pba的结构类似于 普鲁士蓝，通过氰基配体交替连接配位的fe
2+
和fe
3+
，由co等过渡金属的离子替代，原本 无缺陷的晶格结构出现缺陷，形成更多活性位点，与开放式骨架结构相结合，使其显示出 比普鲁士蓝更好的电化学响应、更大的比表面积和更好的稳定性。
[0004]
基于l-tyr在电极表面的氧化反应，电化学传感器已经被广泛用于检测这种氨基酸。然而在传统电极上，由于l-tyr电活性低，氧化过电位高，导致检测不灵敏。pba作为一种典型的金属有机框架材料，具有良好的氧化还原可逆性，大量的活性位点，非常有利于修饰电极提升电催化性能。
技术实现要素：
[0005]
本发明目的是为了解决目前用来检测l-tyr的电化学传感器检测灵敏度差的问题，而提供的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极。
[0006]
本发明所述的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极，其特征在于该电化学传感电极由gce电极和gce电极外包裹的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的氮掺杂碳纳米复合材料构成。
[0007]
所述的基于立方体型cofe类普鲁士蓝的氮掺杂碳纳米复合材料中，cofe类普鲁士蓝呈立方体，立方体的粒径为500 nm。
[0008]
所述的cofe类普鲁士蓝是由co-mof和铁氰化钾溶于去离子水后，在聚四氟乙烯反应釜中以水热法合成的。
[0009]
所述的基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料中co-mof六水硝酸钴、铁氰化钾和2-甲基咪唑的用量分别为1.5258 g，1.3238 g和0.5859 g。
[0010]
所述的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料是由上述cofe类普鲁士蓝在管式炉中于700℃下煅烧制得的，所得产物经去离子水洗涤，并于70℃下干燥。
[0011]
所述的基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极是取样后与nafion
®
溶液混合，制得悬浮液后采用滴涂法，滴涂在gce电极上，自然晾干得到的。
[0012]
本发明的有益效果：与传统的电化学传感器相比,本发明构建的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极。解决了实际应用中l-tyr检测存在的检测范围小、灵敏度差等问题。这主要归功于立方体型cofe类普鲁士蓝具备的大量活性位点和高速离子通道，使其电催化性能有了很大的提高，从而提高了传感器的检测范围、灵敏度和稳定性。
技术特征：
1.一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极，其特征在于所述电极由gce和gce外包裹的立方体型的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料构成。2.根据权利要求1所述的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极，其特征在于所述的立方体型cofe类普鲁士蓝的粒径为500 nm。3.根据权利要求1所述的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极，所述的cofe类普鲁士蓝cofe-pba，其特征在于，制备步骤如下：（一）、将1.5258 g co(no3)2
•
6h2o和0.5859 g 2-甲基咪唑，溶于40 ml去离子水，静置过夜，得到紫色沉淀；（二）、将步骤3（一）中得到的紫色沉淀，经离心、水洗、醇洗后，在70℃下干燥过夜，得到co-mof；（三）、将1.3238 g铁氰化钾与co-mof溶于25 ml去离子水，搅拌10 min，置于50ml的聚四氟乙烯内衬的反应釜；（四）、将步骤3（三）中反应釜于150℃反应18 h，所得产物由去离子水和无水乙醇交替洗涤三次后，于70℃干燥一夜，得到立方型cofe类普鲁士蓝粉末。4.根据权利要求1所述的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极，所述的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料，其特征在于，制备步骤如下：（一）、将步骤3（四）中得到的cofe类普鲁士蓝粉末置于瓷舟中；（二）、将步骤4（二）中瓷舟中的样品在氮气气氛下以8 ℃/min的加热速度升温至700℃，退火四小时，得到黑色粉末；（三）、将步骤4（二）中得到的黑色粉末以去离子水洗涤，于70℃下干燥，得到钴铁氮掺杂碳纳米复合材料。5.根据权利要求1所述的一种基于立方体型cofe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极，其特征在于所述的电极，是通过滴涂法将钴铁氮掺杂碳纳米复合材料和nafion
®
溶液(wt%=10%)的混合物滴加在gce电极上，自然晾干得到的。
技术总结
本发明属于电化学传感器技术领域，具体涉及一种基于立方体型CoFe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料的电化学传感电极。本发明目的是为了解决目前用来检测L-酪氨酸的传感器检测范围窄，灵敏度低和稳定性差的问题。该电化学传感电极由玻碳电极(GCE)和GCE外包裹的一种基于立方体型CoFe类普鲁士蓝的钴铁氮掺杂碳纳米复合材料构成；上述电化学传感电极对L-酪氨酸具有优异的检测性能。酪氨酸具有优异的检测性能。
技术研发人员：马慧媛 刘易昆 初明月
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2022.06.18
技术公布日：2023/3/24