一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極的製備方法

2023-07-08 15:06:21

一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極的製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極的製備方法。首先，用十二烷基苯磺酸鈉非共價功能化石墨烯，接著使其與殼聚糖聚合物通過靜電作用結合，最後加入離子液體形成複合材料。殼聚糖可以防止離子液體鹽和表面活性劑的直接接觸導致的表面活性劑析出。離子液體良好的導電性和生物相溶性使得複合材料具有良好的微環境。將本發明合成的複合材料滴塗到玻碳電極表面得到修飾的玻碳電極。該修飾的玻碳電極對酪氨酸有好的電化學相應，可用於直接檢測酪氨酸，且具有線性範圍寬，檢測限低的特點。
【專利說明】一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極 的製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物的製備及酪氨酸傳感器的 製備方法。

【背景技術】
[0002] 石墨烯由於大的比表面積，高的導電性，好的生物相容性等優點，在電化學等許多 領域得到了廣泛的應用，然而用化學方法製備石墨烯時，由於石墨烯片層之間的nn疊 加和範德華相互作用使得石墨烯容易發生團聚，從而降低石墨烯的導電性和水溶性。為了 減小這種團聚現象，首先在氧化石墨烯的表面進行功能化，然後還原。非共價功能化能夠得 到分散良好的碳材料，而且可以防止共價功能化對石墨烯SP2結構的破壞。表面活性劑其 疏水端可以吸附到碳材料的表面，親水基(帶電官能團）能夠和水溶液接觸，用於非共價功 能化石墨烯不僅可以增加石墨烯的水溶性，而且可以使得表面石墨烯的表面帶有一定的電 荷，防止石墨烯團聚，但是表面活性劑和鹽接觸容易析出。
[0003] 離子液體作為一種綠色的溶劑鹽，無毒，高的熱穩定性，寬的電化學窗口，好的導 電性和溶解性，已經被用於電化學領域。近來我們實驗組通過實驗發現疏水性的物質更容 易吸附到疏水的離子液體表面。
[0004] 殼聚糖是一種無毒的天然高聚物，可生物降解性，具有好的生物相容性，極好的成 膜能力等優點，殼聚糖最獨特的是它含有很多伯胺，這些氨基容易被化學修飾。研究發現殼 聚糖能夠和離子液體融合在一起，可以提高材料的導電性加速電子的轉移。
[0005] 人體中L-酪氨酸（L-Tyr)含量的失衡會引起許多疾病，因此，快速、精確、可靠的 檢測酪氨酸有著重大的意義。現有的酪氨酸的測定方法主要有化學發光法，高效液相色譜 法，螢光光度法和毛細管電泳等。這些檢測方法大都儀器昂貴，操作步驟繁瑣，而電化學方 法卻恰恰相反，它憑藉快捷、簡便、靈敏和小型化等優點在L-Tyr分析中得以廣泛的運用。


【發明內容】

[0006] 基於上述，本發明的目的在於提供一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾 的玻碳電極的製備方法。
[0007] 本發明的另一目的在於非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極應 用於酪氨酸的檢測。
[0008] 本發明的目的是這樣實現的： 一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極的製備方法，其步驟是：a.將氧化石墨烯和十二燒基苯磺酸鈉（SDBS)混合，室溫下攪拌半小時，將混合液轉移 到單口燒瓶中，加入200uL肼，80°C加熱攪拌24小時，之後離心，用蒸餾水衝洗三次，60°C烘 幹，得SDBS功能化的石墨烯（SDBS-Gr)。
[0009] 用0. 10M冰醋酸溶解殼聚糖得到1%殼聚糖（CS)水溶液，之後將a步驟合成的 SDBS-Gr與5mL殼聚糖混合，超聲半小時，減壓抽濾，用蒸餾水衝洗三次，60°C烘乾，得到 了SDBS-Gr-CS，最後在2mLlmg/mLSDBS-Gr-CS溶液中加入 20iiL離子液體（IL，[BMIM] [PF6])，室溫下超聲分散10分鐘，就得到了SDBS-Gr-CS-IL混合液。
[0010] b.將玻碳電極依次用0. 3i!m、0. 05i!m的三氧化二鋁懸濁液拋光成鏡面，再依次 經體積分數為95 %的乙醇、二次蒸餾水超聲清洗後，得到處理後的玻碳電極；插入含有ImM 鐵氰化鉀探針分子的〇. 1M氯化鉀電解質溶液中，並採用以玻碳電極為工作電極、鉬為對電 極、飽和的甘汞電極為參比電極的三電極體系進行循環伏安掃描，對裸玻碳電極進行表徵； 再將電極取出用二次蒸餾水衝洗並吹乾，備用。
[0011] c.在b步驟處理好的裸玻碳電極上滴塗5yL上述混合液，從而製得十二烷基苯 磺酸殼聚糖功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極（SDBS-Gr-CS-IL/GCE)。
[0012] d.採用步驟C所得到的修飾電極為工作電極、鉬柱為對電極、飽和的甘汞電極為 參比電極組成三電極體系，並將三電極共同浸入0.2MpH=7.0的磷酸鹽緩衝溶液中，之後 依次加入 0，0.1，0.3，0.6，3.0，5.0，8.0，10.0，30.0，50.0，80.OilM和 120.OilM 不同濃度的酪氨酸到上述溶液中進行差示脈衝掃描，得到〇，0.1，0.3，0.6，3.0，5.0， 8.0，10. 0，30. 0，50. 0，80.OilM和120.OilM不同濃度的酪氨酸溶液的差示脈衝伏安曲 線。
[0013]採用origin軟體作圖，繪製SDBS-Gr-CS-IL/GCE在上述 0，0? 1，0? 3，0? 6，3.0， 5. 0，8.0，10. 0，30. 0，50. 0，80.OilM和120.OilM不同濃度的酪氨酸溶液中的差示脈 衝伏安曲線圖和酪氨酸的氧化峰電流和其濃度的線性關係圖。
[0014] 本發明優點和產生的有益效果是： 1、與傳統的修飾電極相比，本發明製備石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極對酪氨 酸的檢測具有線性範圍寬，檢出限低等優點(見表1)。
[0015] 表1為本發明與現有的修飾電極對酪氨酸檢測性能的比較：

【權利要求】
1. 一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極的製備方法，其步驟是： a. 將氧化石墨烯和十二烷基苯磺酸鈉混合，室溫下攪拌半小時，將混合液轉移到單口 燒瓶中，加入200uL肼，80°C加熱攪拌24小時，之後離心，用蒸餾水衝洗三次，60°C烘乾，得 SDBS功能化的石墨烯； 用0. 10M冰醋酸溶解殼聚糖得到1%殼聚糖水溶液，之後將a步驟合成的SDBS-Gr 溶解到5mL殼聚糖中，超聲半小時，減壓抽濾，用蒸餾水衝洗三次，60°C烘乾，得到了 SDBS-Gr-CS，最後在2mL lmg/mL SDBS-Gr-CS溶液中加入20 ii L離子液體，室溫下超聲分散 10分鐘，就得到了 SDBS-Gr-CS-IL混合液； b. 將玻碳電極依次用0. 3 y m、0. 05 y m的三氧化二鋁懸濁液拋光成鏡面，再依次經體 積分數為95 %的乙醇、二次蒸餾水超聲清洗後，得到處理後的玻碳電極；插入含有ImM鐵氰 化鉀探針分子的〇. 1M氯化鉀電解質溶液中，並採用以玻碳電極為工作電極、鉬為對電極、 飽和的甘汞電極為參比電極的三電極體系進行循環伏安掃描，對裸玻碳電極進行表徵；再 將電極取出用二次蒸餾水衝洗並吹乾，備用； c. 將b步驟處理好的裸玻碳電極上滴塗5 y L上述混合液，從而製得十二烷基苯磺酸殼 聚糖功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極（3085-61-05-11760￡); d. 採用步驟c所得到的修飾電極為工作電極、鉬柱為對電極、飽和的甘汞電極為參比 電極，組成三電極體系，並將三電極共同浸入〇. 2M pH=7. 0的磷酸鹽緩衝溶液中，之後加入 不同濃度的酪氨酸到上述溶液中進行差示脈衝掃描，得到不同濃度酪氨酸溶液的差示脈衝 伏安曲線； e. 採用origin軟體作圖，繪製SDBS-Gr-CS-IL/GCE在不同濃度酪氨酸溶液中的差示脈 衝伏安曲線圖和酪氨酸的氧化峰電流和其濃度的線性關係圖。
2. 權利要求1所述一種非共價功能化石墨烯離子液體複合物修飾的玻碳電極對酪氨 酸檢測方面的應用。
【文檔編號】G01N27/30GK104458849SQ201410695141
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】劉秀輝, 董明君, 劉盼盼, 盧小泉 申請人:西北師範大學