聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極的制備及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]尿酸(UA)是人體中嘌呤代謝的最終氧化產(chǎn)物，存在于人體血液或尿液中。人的血清和尿中排泄量的正常UA水平分別在240-520微米和1.4-4.4毫米的范圍內(nèi)。尿酸偏高會(huì)引起多種疾病，如痛風(fēng)和高尿酸血癥等。多巴胺(DA)是一種主要的兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)，存在于哺乳動(dòng)物的大腦中。它控制人體的多種功能，包括運(yùn)動(dòng)行為，認(rèn)知，情緒，食物攝取和內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等。DA水平的異?？赡芤鹕窠?jīng)疾病如帕金森病和精神分裂癥。L-抗壞血酸(AA)是一種可溶性維生素，是對人類非常重要的一種營養(yǎng)素。它在某些疾病如壞血病，感冒，癌癥和肝臟疾病的預(yù)防和治療中起著重要作用。UA，DA和AA通常同時(shí)存在于生物樣品中。因此，找到一種簡單，準(zhǔn)確，快速的方法對他們進(jìn)行同時(shí)測定，對于分析應(yīng)用和診斷研究非常必要。
[0003]溴甲酚綠作為修飾劑，分子中有磺酸根和氫氧根陰離子通過電化學(xué)聚合修飾在于玻碳電極得到聚溴甲酚綠修飾電極。這個(gè)過程非常簡單，快速。此外，該修飾電極對于測定尿酸，多巴胺和抗壞血酸表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能，成本低廉，應(yīng)用前景樂觀。
[0004]目前，檢測尿酸、多巴胺和抗壞血酸的方法有:液相色譜法，化學(xué)發(fā)光法，毛細(xì)管電泳法，紫外可見法、電化學(xué)方法。由于電化學(xué)修飾電極法具有快速、準(zhǔn)確、靈敏、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，且這三種物質(zhì)都具電活性，故電化學(xué)修飾電極法被廣泛應(yīng)用于這三種物質(zhì)的檢測中。利用電聚合溴甲酚綠修飾玻碳電極對UA，DA和AA這三種物質(zhì)的同時(shí)檢測還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一在于提供一種聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極。
[0006]本發(fā)明的目的之二在于提供采用該的玻碳電極方法對尿酸、多巴胺、抗壞血酸的同時(shí)檢測應(yīng)用。
[0007]—種聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極，其特征在于該玻碳電極表面包覆有聚溴甲酚綠膜。
[0008]上述的聚溴甲酚綠膜是溴甲酚綠在-1.0 V?1.8 V電位下電聚合20圈得到的聚合膜。
[0009]一種制備上述的聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極的方法，其特征在于該方法的具體步驟為:
a.將溴甲酚綠溶于0.1M氫氧化鈉溶液中配置成濃度為0.1 M的溴甲酚綠溶液；
b.將處理干凈的玻碳電極浸入到步驟a所得溴甲酚綠溶液中，選擇電位范圍-1.0V-1.8 V,掃速為100mV/s,在循環(huán)伏安法窗口下進(jìn)行電化學(xué)聚合,聚合20圈后用二次蒸懼水淋洗干凈，最終得到電聚合溴甲酚綠修飾的玻碳電極。
[0010]一種同時(shí)檢測尿酸、多巴胺和抗壞血酸的方法，采用上述的聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極、鉬片電極作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；其特征在于該方法的具體步驟為:
a.將三電極系統(tǒng)置于pH為6.0的磷酸緩沖溶液中；電位從-0.1V到1.0V的電位范圍內(nèi)循環(huán)伏安法掃描十段以活化電極，當(dāng)背景電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，選用差分脈沖伏安法，在上述緩沖溶液中分別加入U(xiǎn)A(0.5-15 μ M)，DA (0.08-4 μ Μ)，AA (5-150 μ Μ)的抗壞血酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到電流與其濃度的線性關(guān)系曲線，其線性相關(guān)系數(shù)分別為0.995，0.996和0.997 ；
利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對血清和維生素C藥片進(jìn)行分析檢測。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)如下所述:本發(fā)明利用了溴甲酚綠中磺酸基和氫氧根陰離子對尿酸、多巴胺、抗壞血酸相關(guān)基團(tuán)的靜電吸引作用，使得三種物質(zhì)在電極上的電流響應(yīng)顯著增大，大大提高了分析檢測對分析為濃度的靈敏度，將該修飾電極用于血漿中尿酸含量的測定，結(jié)果令人滿意。
[0012]本發(fā)明中的修飾電極是一種新型的電化學(xué)傳感器，該傳感器克服了尿酸、多巴胺、抗壞血酸的氧化峰在同一電勢窗下易重疊的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了三者在同一電勢窗下的同時(shí)測定；用于實(shí)際樣品測定，具有快速、靈敏、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。本發(fā)明的測試方法具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。本發(fā)明中的新型修飾玻碳電極的制備方法具有成本低、簡單快速、易操作等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中在相同濃度的尿酸(10 μΜ)、多巴胺(0.5 μΜ)和抗壞血酸(70 μ Μ)溶液中聚溴甲酚綠修飾玻碳電極(a)及裸玻碳電極(b)、空白聚溴甲酚綠修飾玻碳電極(C)的差分脈沖伏安圖。
[0014]圖2為最佳條件下，聚溴甲酚綠修飾玻碳電極在UA (0.5-15 μ M), DA (0.08-4μ Μ)，AA (5-150 μ Μ)標(biāo)準(zhǔn)溶液中電流變化的DPV圖。
[0015]圖3 為聚溴甲酚綠修飾玻碳電極 UA (0.5-15 μ Μ), DA (0.08-4 μ Μ)，AA (5-150μ Μ)標(biāo)準(zhǔn)溶液中的電流變化與濃度的線性關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
[0017]實(shí)施例1
本實(shí)施例中的修飾碳糊電極的制備方法和步驟如下:
(I)玻碳電極的預(yù)處理:首先將玻碳電極用0.05 μ mAl203拋光粉和麂皮進(jìn)行拋光,拋光至鏡面，然后依次用蒸餾水、稀硝酸溶液、無水乙醇及二次蒸餾水超聲清洗干凈，待用。
[0018](2) 一種作為尿酸、多巴胺和抗壞血酸電化學(xué)傳感器在檢測尿酸、多巴胺和抗壞血酸濃度過程中的用途及使用方法，其用途是:所述修飾玻碳電極可直接用于尿酸、多巴胺和抗壞血酸的同時(shí)電化學(xué)測定；其使用方法及測定方法如下:將所述電聚合溴甲酚綠修飾的玻碳電極作為工作電極、飽和甘汞電極作為參比電極、鉬片電極作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；將三電極系統(tǒng)置于10 mL pH為6.0的磷酸緩沖溶液中；電位從-0.1V到1.0V的電位范圍內(nèi)循環(huán)伏安法掃描十段以活化電極，當(dāng)背景電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，選用差分脈沖伏安法，用微量進(jìn)樣器向緩沖溶液中加尿酸、多巴胺和抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，記錄下電流-電位曲線；在不同尿酸、多巴胺和抗壞血酸溶液濃度下測得傳感器對尿酸、多巴胺和抗壞血酸的電流響應(yīng)值，并在尿酸、多巴胺和抗壞血酸濃度分別在UA (0.5-15 μ M), DA (0.08-4 μ Μ)，AA (5-150 PM)范圍內(nèi)，得到電流與三者濃度的線性關(guān)系曲線，其線性相關(guān)系數(shù)分別為R=0.995，0.996，0.997。
[0019]聚溴甲酚綠修飾玻碳電極的用途及其使用方法:
(O該修飾玻碳電極的用途是直接用于尿酸、多巴胺和抗壞血酸的電化學(xué)測定；
(2 )該修飾玻碳電極的使用方法及測定如下:將所述的修飾電極作為工作電極、飽和甘汞電極作為參比電極、鉬片電極作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；將三電極系統(tǒng)置于PH為
6.0的磷酸鹽緩沖溶液中，電位從-0.1V至1.0V循環(huán)伏安掃描數(shù)圈以活化電極；然后在一定濃度的尿酸、多巴胺和抗壞血酸溶液中用循環(huán)伏安法記錄1-E曲線；最后使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，在尿酸、多巴胺和抗壞血酸濃度分別在UA (0.5-15 μ M), DA (0.08-4 μ Μ)，AA (5-150μ Μ)范圍內(nèi)，得到電流與濃度的線性關(guān)系曲線，其線性相關(guān)系數(shù)分別為0.995，0.996和0.997。
[0020]裸玻碳電極和聚溴甲酚綠電極對尿酸、多巴胺和抗壞血酸的電催化作用表征在相同濃度的尿酸(10 μΜ)、多巴胺(0.5 μ Μ)和抗壞血酸(70 μ Μ)溶液中聚溴甲酚綠修飾玻碳電極(a)及裸玻碳電極(b)、空白聚溴甲酚綠修飾玻碳電極(C)的差分脈沖伏安圖如圖1所示。從圖中可以看出，裸玻碳電極對于尿酸、多巴胺和抗壞血酸的氧化還原電流很小，而聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極對尿酸、多巴胺和抗壞血酸的響應(yīng)電流明顯增強(qiáng)，且三者的峰電位差為0.128和0.152 V，說明該修飾電極對尿酸、多巴胺和抗壞血酸有明顯的催化氧化作用，且可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)測定。
[0021]電化學(xué)檢測尿酸、多巴胺和抗壞血酸
在最佳測試條件下，聚溴甲酚綠修飾玻碳電極對不同濃度尿酸、多巴胺和抗壞血酸的伏安曲線響應(yīng)如圖2所示。由圖2插圖可見，隨著尿酸、多巴胺和抗壞血酸的增加，傳感器對尿酸、多巴胺和抗壞血酸的電流響應(yīng)逐漸增大，在UA (0.5-15 μ M), DA (0.08-4 μ Μ), AA(5-150 μ Μ)范圍內(nèi)，電流與濃度成線性關(guān)系，線性方程分別為JP，UA=0.160+0.095； /P；DA=0.080+1.028^ (0.08-0.60 4]?范圍)，/P；DA =0.478+0.333^ (0.6-4.0 4]?范圍)；4他=0.176+0.002^線性相關(guān)系數(shù)為 0.995，0.996 和 0.997。
[0022]本發(fā)明方法制備的電極不受NaCl，KCl, KNO3, NH4Cl, MgSO4, ZnSO^無機(jī)物和丙氨酸，亮氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，天門冬氨酸等氨基酸的干擾，專一性好。尿酸、多巴胺和抗壞血酸的最低檢測限分別為0.17，0.017，0.17 μΜ。
[0023]利用標(biāo)準(zhǔn)加入法對血漿內(nèi)的尿酸及維C藥片的抗壞血酸進(jìn)行檢測，采用平行測定3次取平均值的方法，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均能夠控制在±5.0%以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極，其特征在于該玻碳電極表面包覆有聚溴甲酚綠膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極，其特征在于溴甲酚綠在-1.0V?1.8 V電位下電聚合20圈得到的聚合膜。
3.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極的方法，其特征在于該方法的具體步驟為: a.將溴甲酚綠溶于0.1M氫氧化鈉溶液中配置成濃度為0.1 M的溴甲酚綠溶液； b.將處理干凈的玻碳電極浸入到步驟a所得溴甲酚綠溶液中，選擇電位范圍-1.0V-1.8 V,掃速為100mV/s,在循環(huán)伏安法窗口下進(jìn)行電化學(xué)聚合,聚合20圈后用二次蒸懼水淋洗干凈，最終得到電聚合溴甲酚綠修飾的玻碳電極。
4.一種同時(shí)檢測尿酸、多巴胺和抗壞血酸的方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極、鉬片電極作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；其特征在于該方法的具體步驟為: a.將三電極系統(tǒng)置于pH為6.0的磷酸緩沖溶液中；電位從-0.1V到1.0V的電位范圍內(nèi)循環(huán)伏安法掃描十段以活化電極，當(dāng)背景電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，選用差分脈沖伏安法，在上述緩沖溶液中分別加入U(xiǎn)A(0.5-15 μ M)，DA (0.08-4 μ Μ)，AA (5-150 μ Μ)的抗壞血酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到電流與其濃度的線性關(guān)系曲線，其線性相關(guān)系數(shù)分別為0.995，0.996和.0.997 ； b.利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對血清和維生素C藥片進(jìn)行分析檢測。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚溴甲酚綠修飾的玻碳電極及其應(yīng)用。本發(fā)明主要是制備電聚合的溴甲酚綠修飾玻碳電極，通過差分脈沖伏安法對尿酸、多巴胺和抗壞血酸進(jìn)行靈敏的定量分析測定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在0.1mol/L，pH=6的磷酸鹽緩沖溶液中，該修飾電極對尿酸、多巴胺和抗壞血酸具有明顯的催化和增敏作用，在最優(yōu)條件下，采用差分脈沖伏安法測定，尿酸、多巴胺和抗壞血酸濃度在0.5-15μM，0.08-4.0μM，5-150μM范圍內(nèi)與其峰電流呈良好的線性關(guān)系，檢出限分別達(dá)到0.17，0.017，0.17μM。該法用于血漿中尿酸、多巴胺、抗壞血酸含量的測定，結(jié)果令人滿意。
【IPC分類】G01N27-30, G01N27-48
【公開號】CN104614426
【申請?zhí)枴緾N201510035132
【發(fā)明人】丁亞萍, 歐陽小茜, 羅立強(qiáng), 李麗, 黃庵全
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月23日