一种高灵敏的多巴胺电化学检测方法

本发明属于电化学检测领域，主要涉及一种灵敏、快速的多巴胺电化学检测方法。

背景技术：

1、多巴胺(da)是一种重要的儿茶酚胺类神经递质。它是酪氨酸的代谢产物，主要产生于大脑的黑质、腹侧被盖区以及下丘脑等部位。多巴胺广泛存在于哺乳动物的神经系统和体液中，在心血管和中枢神经系统发挥着重要作用。多巴胺对心血管系统疾病有显著疗效。在心肌细胞中，多巴胺特异性激活多巴胺受体1(dr1)和β-肾上腺素能受体，进一步激活i型ca2+通道，导致ca2+浓度增加，肌节缩短和心肌细胞收缩力增强。在浓度较低时，多巴胺选择性结合gas蛋白偶联血管dr1，激活腺苷酸环化酶活性，提高细胞内环磷酸腺苷浓度，导致血管扩张。在较高浓度时，多巴胺激活血管α1-肾上腺素能受体，导致血管收缩和区域动脉阻力增加。多巴胺的剂量依赖性使其在体内多个部位发挥作用。高水平多巴胺导致dr1过表达，诱发心力衰竭相关室性心律失常。研究表明，多巴胺水平异常还与神经系统疾病密切相关。多巴胺在运动控制、奖励机制、情绪调节等方面发挥着重要作用。多巴胺系统失调会导致快感缺失及情绪障碍，从而诱发重度抑郁症、精神分裂症、双相情感障碍、帕金森等多种精神类疾病。因此，建立用于检测生物样品中多巴胺含量的新方法对相关疾病的诊断及治疗效果监测等具有重要意义。

2、目前，多巴胺的检测方法主要有：比色法、荧光检测法、毛细管电泳-安培检测法、高效液相色谱-串联质谱法和电化学检测法等。比色法操作简便，但干扰因素较多，易出现假阳性；荧光法灵敏度高，但荧光探针的合成需要复杂的程序和步骤；毛细管电泳-安培检测法具有选择性好、样品用量少、检测速度快等优点，但稳定性和重现性较差；高效液相色谱-串联质谱法分辨率高，重复性好，仪器稳定，但检测成本高，需要专业人员操作，难以在常规实验室推广应用。

3、电化学分析方法是仪器分析方法的重要组成部分。电化学分析方法是根据溶液中物质的电化学性质及变化规律，以分析电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质量之间的计量关系为基础，对待测物进行定性和定量的仪器分析方法。应用电化学分析方法测定多巴胺具有如下优点：设备简单、可移动性强，操作简便快速、灵敏度高、选择性好。

技术实现思路

1、本发明致力于提供一种灵敏、快速的多巴胺电化学检测方法。

2、本发明的电化学检测方法的原理为：因多巴胺分子中含有两个与苯环相连的酚羟基，在电极表面易被氧化而转变为多巴胺醌，利用差分脉冲伏安法(dpv)记录电化学反应过程中的i-v曲线，其氧化峰电流与多巴胺浓度在一定范围内呈线性关系。据此，可实现多巴胺的定量分析。

3、本发明中，所述丝网印刷电极包括——印制电极的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基片、pet基片上印制的外部绝缘层和基片上一端的导线接口，其特征在于所述的基片上还印制有三个电极，分别为碳工作电极、ag/agcl参比电极和碳对电极，三个电极形成一圆形工作区域，各电极通过绝缘膜下印制的导线与接口相连。

4、本发明的技术方案是：

5、一种高灵敏的多巴胺电化学检测方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

6、1)对丝网印刷碳电极进行预处理：

7、将spce用超纯水冲洗去除表面杂质，室温下风干保存。

8、2)修饰spce电极的制备：

9、将5μl il溶液滴加到spce工作电极表面，70℃干燥10min，制备il/spce。采用0.1mol/lpbs缓冲溶液稀释2.0mg/ml go水溶液，配制成go-pbs溶液，超声10min使其分散均匀。然后将50μlgo-pbs溶液滴加到il/spce工作电极表面，采用循环伏安法从-1.4v到0.6v循环扫描6圈以电化学还原go，然后用超纯水冲洗，室温下风干，制备成rgo/il/spce。为了对比修饰电极的性能，以相同的步骤制备了il/spce和rgo/spce。修饰电极均在室温下保存。

10、3)电化学检测：

11、取50μl工作溶液滴加到rgo/il/spce工作电极表面，采用dpv方法进行检测以获得电化学法所得的峰电流信号。电化学检测均在室温(23.0±2.0℃)下进行。

12、作为优选，所述pbs缓冲溶液ph值3.0～6.0，由100.0mmol/l磷酸氢二钠溶液和100.0mmol/l磷酸钠溶液按不同体积比例混合，并用naoh或h3po4溶液调节其ph值。电化学检测前用pbs缓冲溶液ph值3.0～6.0对标准溶液进行系列稀释，配制成不同浓度的工作溶液，并用n2除氧。

13、作为优选，所述差分脉冲伏安法参数设置为：低电位-0.3v，高电位0.6v，脉冲幅度100mv，脉冲宽度0.05s，脉冲周期0.2s。

14、作为优选，所述离子液体浓度为0.5％～2.0％。

15、作为优选，所述氧化石墨烯浓度为0.5～1.5mg/ml。

16、本发明所述高灵敏度的多巴胺电化学检测方法的有益效果如下：

17、1)本发明所述的电化学检测方法，通过使用丝网印刷碳电极配合电化学工作站对多巴胺进行定量测定，检测仪器操作简单、价格低廉。

18、2)本发明所述的电化学检测方法中所用的丝网印刷电极，制作成本低，制作过程简单、快速，可实现批量生产。spce电极为一次性使用，既避免了采样传统柱电极需进行单调沉闷的打磨抛光，又避免了因电极的重复使用而造成的实验交叉污染问题。

19、3)本发明所述的电化学检测方法，利用il的高导电率与rgo修饰电极的高比表面积，共同修饰于spce工作电极表面，构建了一种灵敏、便捷、快速的rgo/il/spce电化学传感器，实现多巴胺的定量检测。

20、4)本发明所述的电化学检测方法有望为神经系统相关疾病的诊断及疗效监测提供一种新方法。

技术特征：

1.一种高灵敏的多巴胺电化学检测方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的电化学检测方法，其中，所述丝网印刷电极包括——印制电极的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)基片、pet基片上印制的外部绝缘层和基片上一端的导线接口，其特征在于所述的基片上还印制有三个电极，分别为碳工作电极、ag/agcl参比电极和碳对电极，三个电极形成一圆形工作区域，各电极通过绝缘膜下印制的导线与接口相连。

3.根据权利要求1所述的电化学检测方法，其特征在于，步骤2中所述pbs缓冲溶液，由100.0mmol/l磷酸氢二钠溶液和100.0mmol/l磷酸钠溶液按不同体积比例混合，并用naoh或h3po4溶液调节其ph值。

4.根据权利要求1所述的电化学检测方法，其特征在于，步骤2中所述离子液体浓度为0.5％～2.0％。

5.根据权利要求1所述的电化学检测方法，其特征在于，步骤2中所述go-pbs浓度为0.5～1.5mg/ml。

6.根据权利要求1所述的电化学检测方法，其特征在于，步骤3中所述工作溶液，由0.1mol/lpbs缓冲溶液ph值3.0～6.0稀释标准溶液，配制成不同浓度的工作溶液，并用n2除氧。

7.根据权利要求1所述的电化学检测方法，其特征在于，步骤3中所述差分脉冲伏安法参数设置为：低电位-0.3v，高电位0.6v，脉冲幅度100mv，脉冲宽度0.05s，脉冲周期0.2s。

技术总结
本发明公开了一种简便快速的多巴胺电化学检测方法。本发明采用离子液体(1‑丁基‑3‑甲基咪唑双氰胺盐，IL)修饰丝网印刷碳电极(SPCE)制备成IL/SPCE，将均匀分散的氧化石墨烯溶液滴加到IL/SPCE表面，采用循环伏安法将其还原为还原氧化石墨烯(RGO)，制备成还原氧化石墨烯和离子液体共同修饰的丝网印刷碳电极RGO/IL/SPCE。采用差分脉冲伏安法进行电化学检测，根据电化学响应所得峰电流强度与多巴胺浓度间的线性关系，实现多巴胺的快速、准确、灵敏的定量检测。所述方法有望为神经系统相关疾病的诊断及治疗过程监测提供一种新方法。

技术研发人员：张晓清,宋紫苹,丁敏,李彦茹,常进龙,常雅举
受保护的技术使用者：重庆医科大学国际体外诊断研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15