用於多巴胺檢測的薄層檢測池及其製備方法
2023-05-21 11:01:11
專利名稱：用於多巴胺檢測的薄層檢測池及其製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種電化學檢測技術領域的裝置及其製備方法，具體是一種 用於多巴胺檢測的薄層檢測池及其製備方法。
背景技術：
研究表明，多巴胺作為生物體中一種非常重要的神經遞質，它的濃度與帕金 森病的發生有著密切關係。由此可見檢測多巴胺的水平對帕金森病病理的研究具 有重要意義。目前，已經有一些研究報導了測定多巴胺的方法，例如螢光光譜 法，紫外分光光度法,伏安法,極譜法和氣相色譜-質譜聯用法等。雖然上述方法已 經成功地應用於生物和藥物樣品中單胺類神經遞質的檢測，但是由於單胺類神經 遞質缺少發光基團，這限制了螢光法及其它光譜檢測方法的應用。液相色譜-電 化學檢測技術由於具有所需樣品少，靈敏度高，分離效率高和進樣體積小等特點 而廣泛用於生物樣品的檢測。但是由於生物體內多巴胺的含量很低，因此開發出 高靈敏度(用於體內痕量多巴胺的檢測)測定多巴胺的電化學傳感器引起了人們 的研究興趣。
經過現有技術的檢索發現，Jianshe Huang等人在Biosensors and Bioelectronics雜誌(2008年第24巻4期第632—637頁)"利用鈀和炭納米纖維 修飾電極同時檢測多巴胺，尿酸和抗壞血酸"中提出一種檢測多巴胺的方法，但 該技術對多巴胺，尿酸和抗壞血酸的檢測限為0.2xl(T6mOl/L。
另外經檢索發現，Shurong Hou等人在Analytical Biochemistry雜誌(2008 年381第2期第179—184頁)"聚3, 5 — 二羥基苯甲酸膜修飾電極在抗壞血酸 存在下檢測多巴胺"中以聚3， 5 — 二羥基苯甲酸膜修飾電極檢測多巴胺，其檢測 限為6.0xl(T8 mol/L。由於多巴胺在腦脊液等生物樣品中含量極低，因此上述檢 測方法很難實現對生物腦脊液中多巴胺含量的準確測定。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種用於多巴胺檢測的薄層檢測 池及其製備方法，通過簡單步驟實現對生物樣品中多巴胺濃度的檢測。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明涉及用於多巴胺檢測的薄層檢測 池包括工作電極、參比電極和輔助電極，其中工作電極、參比電極、輔助電 極分別與液相色譜及電化學系統相連接。
所述的工作電極包括鉑粒子層、聚乙烯醇層和電極基體，其中聚乙烯醇 層和鉬粒子層依次由內而外包覆於電極基體外部，鉑粒子層的厚度為50
120nm，聚乙烯醇層的厚度為50 130nm。 所述的電極基體為玻碳材質的電極基體； 所述的參比電極為Ag-AgCl電極； 所述的輔助電極為不鏽鋼製成的電極； 所述的液相色譜採用Lima 5pm C18反相色譜柱； 所述的電化學系統採用CHI832型電化學儀。
本發明涉及用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法，包括以下步驟-
第一步聚乙烯醇修飾電極的製備
首先將玻碳電極進行拋光處理後在二次蒸餾水中超聲清洗；
然後清洗後的玻碳電極放入磷酸鹽緩衝溶液中，在-0.2V +2.0V的電位範 圍內以20mV/s的掃描速率進行循環掃描處理10 20min;
再將循環掃描後的玻碳電極放入溶質為質量百分比為0.1% 1.0%的聚乙烯 醇以及0.01mol/L的高氯酸鋰的磷酸鹽緩衝溶液中，在0.0V + 1.0V的電位範 圍內以20mV/s的掃描速率再次進行循環掃描處理2 8個周期；
將經過二次循環掃描處理後的玻碳電極取出後用二次蒸餾水清洗，製得聚 乙烯醇修飾電極。
所述的拋光處理是指以金相砂紙和細度為0.3 pm的氧化鋁粉末在麂皮上拋 光至鏡面。
所述的二次蒸餾水是指兩次蒸餾後得到的純水；
所述的磷酸鹽緩衝溶液是指磷酸根濃度為0.2 mol/L的磷酸二氫鉀和磷酸 氫二鈉溶液，利用磷酸調節不同的pH值。
所述的循環掃描處理是指將工作電極、參比電極和輔助電極分別與電化學 系統相連，以一定的掃描速率在設定的電壓範圍中進行循環電位掃描。
第二步鉑粒子加載-首先將聚乙烯醇修飾電極置於含1.0xl0-3mol/L 5.0xl0-3mol/L的K2PtCI6 的濃度為O.lmol/L的氯化鉀溶液中，以0.1 V/s的掃描速率在-0.4V +0.3V的電 位範圍內進行循環掃描處理10 20個周期；
然後取出經過掃描的聚乙烯醇修飾電極，用無水乙醇和二次蒸餾水依次輪 流衝洗若干次，即得到鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極作為工作電極。
第三步依次將參比電極、工作電極和輔助電極與液相色譜及電化學系統
相連，其中參比電極為Ag-AgCl電極；輔助電極為不鏽鋼製成的電極；液相
色譜釆用Luna 5nm (:18反相色譜柱，液相色譜使用的流動相為含有10%甲醇和 0.2mol/L的pH5.0 7.0的磷酸鹽緩衝溶液，該流動相的流速為1.0 mL/min，制
成用於多巴胺檢測的薄層檢測池。
本發明通過以下步驟進行檢測
首先打開液相色譜及電化學系統，使得不同己知濃度的多巴胺樣本隨磷酸 鹽緩衝溶液經Luna5jimd8反相色譜柱，依次流過參比電極、工作電極和輔助電 極的表面；
然後利用CHI832型電化學系統記錄下不同樣本產生的電流信號，根據不同 樣本下的已知多巴胺濃度及對應實測的響應電流的電流值作為縱橫坐標進行擬 合，對薄層檢測池進行樣本學習；
再將腦微滲析液樣品2(HiL置於製備好測試環境中，測得響應電流的電流 值，根據經過樣本學習得到的多巴胺濃度一相應電流的線性關係圖讀出該電流值 對應的腦微滲析液樣品中所含的多巴胺濃度。
本發明所述方法能夠以簡單步驟實現多巴胺濃度的檢測，檢測線性範圍可 達到為1.Ox 1 (T9 1.0x1 (T5 mol/L,檢測解析度為l.OxlO" mol/L。
圖1為實施例1中響應電流與多巴胺濃度的線性關係圖； 圖2為實施例2中響應電流與多巴胺濃度的線性關係圖； 圖3為實施例3中響應電流與多巴胺濃度的線性關係圖。
具體實施例方式
6下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護 範圍不限於下述的實施例。
實施例1
將預處理好的玻碳電極放入p1^7.0的磷酸緩衝溶液中，以20 mV/s的掃描 速率在-0.2V +2.0V的電位範圍內進行循環掃描處理10min。
然後將電極放入含有0.7%的聚乙烯醇和0.01 mol/L的高氯酸鋰的pH=7.0的 磷酸鹽緩衝溶液中，以20 mV/s的掃描速率在0.0V + 1.0V的電位範圍內進行 循環掃描處理6圈；
將聚乙烯醇修飾電極置於含l.Oxl(T3 mol/L的K2PtCl6和0.1 mol/L的KC1溶 液中，以0.1 V/s的掃描速率在-0.4V +0.3V的電位範圍內進行循環掃描處理 12圈，得到鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極，其中聚乙烯醇層和鉑粒子層 依次由內而外包覆於玻碳電極外部，鉑粒子層的厚度為50 70nm，聚乙烯醇層 的厚度為70 90nm;
以鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極為工作電極，Ag-AgCl電極作為參比電 極，不鏽鋼為輔助電極，依次將參比電極、工作電極和輔助電極與液相色譜及電 化學系統相連，通過Luna 5pm ds反相色譜柱進行分離，其中的流動相為含有 10%甲醇和0.2mol/L的pH6.0的磷酸鹽緩衝溶液中，流速為L0mL/min;
然後在加載+0.6 V電位下，根據不同樣本下的已知多巴胺濃度及利用CHI832 型電化學系統對應實測的響應電流的電流值作為縱橫坐標進行擬合，對薄層檢測 池進行樣本學習；
如圖1所示，利用多巴胺濃度一相應電流的線性關係圖，將大鼠腦脊液中得 到的響應電流值對應的多巴胺濃度為3.8xl(T8mol/L。 實施例2
將預處理好的玻碳電極放入pH=7.0的磷酸鹽緩衝溶液中，以20 mV/s的掃 描速率在-0.2V +2.0V的電位範圍內進行循環掃描處理15min;
然後將電極放入含有0.5%的聚乙烯醇和0.01 mol/L的高氯酸鋰的pH=7.0的 磷酸鹽緩衝溶液中，以20 mV/s的掃描速率在0.0V + 1.0V的電位範圍內進行 循環掃描處理4圈；將聚乙烯醇修飾電極置於含2.5x1 (T3 mol/L的K2PtCl^n 0.1 mol/L的KC1溶 液中，以0.1 V/s的掃描速率在-0.4V +0.3V的電位範圍內進行循環掃描處理 16圈，得到鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極，其中聚乙烯醇層和鉑粒子層 依次由內而外包覆於玻碳電極外部，鉑粒子層的厚度為80 100nm,聚乙烯醇層 的厚度為50 70nm;
以鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極為工作電極，Ag-AgCl電極作為參比電 極，不鏽鋼為輔助電極，依次將參比電極、工作電極和輔助電極與液相色譜及電 化學系統相連，通過Lima 5pm d8反相色譜柱進行分離，其中的流動相為含有 10%甲醇和0.2mol/L的pH5.0的磷酸鹽緩衝溶液中，流速為1.0 mL/min;
然後在加載+0.6 V電位下，根據不同樣本下的已知多巴胺濃度及對應利用 CHI832型電化學系統實測的響應電流的電流值作為縱橫坐標進行擬合，對薄層 檢測池進行樣本學習；
如圖2所示，利用多巴胺濃度一相應電流的線性關係圖，測得大鼠腦脊液中 得到的響應電流值對應的多巴胺濃度為4.1x1 (T8mol/L。
實施例3
將預處理好的玻碳電極放入pH=7.0的磷酸鹽緩衝溶液中，以20 mV/s的掃 描速率在-0.2V +2.0V的電位範圍內進行循環掃描處理20min;
然後將電極放入含有1.0%的聚乙烯醇和0.01 mol/L的高氯酸鋰的pH=7.0的 磷酸鹽緩衝溶液中，以20 mV/s的掃描速率在0.0V + 1.0V的電位範圍內進行 循環掃描處理8圈；
將聚乙烯醇修飾電極置於含4.5xl(T3 mol/L的K2PtCl^B O.lmol/L的KC1溶 液中，以O.lV/s的掃描速率在-0.4V +0.3V的電位範圍內進行循環掃描處理18 圈，得到鉬粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極，其中聚乙烯醇層和鉑粒子層依次 由內而外包覆於玻碳電極外部，鉑粒子層的厚度為100 120nm,聚乙烯醇層的 厚度為110 130nm;
以鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極為工作電極，Ag-AgCl電極作為參比電 極，不鏽鋼為輔助電極，依次將參比電極、工作電極和輔助電極與液相色譜及電 化學系統相連，通過Lrnia 5pm ds反相色譜柱進行分離，其中的流動相為含有 10%甲醇和0.2mol/L的pH7.0的磷酸鹽緩衝溶液中，流速為1.0 mL/min;然後在加載+0.6 V電位下，根據不同樣本下的已知多巴胺濃度及對應利用 CHI832型電化學系統實測的響應電流的電流值作為縱橫坐標進行擬合，對薄層 檢測池進行樣本學習；
如圖3所示，利用多巴胺濃度一相應電流的線性關係圖，測得大鼠腦脊液中 得到的響應電流值對應的巴胺濃度為4.3xlO—8mol/L。
權利要求
1、一種用於多巴胺檢測的薄層檢測池，包括工作電極、參比電極和輔助電極，其中工作電極、參比電極、輔助電極分別與液相色譜及電化學系統相連接，其特徵在於，所述的工作電極包括鉑粒子層、聚乙烯醇層和電極基體，其中聚乙烯醇層和鉑粒子層依次由內而外包覆於電極基體外部。
2、 根據權利要求1所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池，其特徵是，所述的工作電極中的鉑粒子層的厚度為50 100nm，聚乙烯醇層的厚度為50 110nm。
3、 根據權利要求2所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池，其特徵是，所述 的電極基體為玻碳材質的電極基體。
4、 根據權利要求1所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池，其特徵是，所述 的液相色譜採用Luna 5Mm C18反相色譜柱。
5、 根據權利要求1所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法，其特 徵在於，包括以下步驟第一步聚乙烯醇修飾電極的製備首先將玻碳電極進行拋光處理後在二次蒸餾水中超聲清洗；然後清洗後的玻碳電極放入磷酸鹽溶液中進行循環掃描處 理；再將循環掃描後的玻碳電極放入溶質為聚乙烯醇以及高氯酸鋰的磷酸鹽溶液 中，再次進行循環掃描處理；將經過二次循環掃描處理後的玻碳電極取出後用二 次蒸餾水清洗，製得聚乙烯醇修飾電極；第二步鉑粒子加載首先將聚乙烯醇修飾電極置於含K2PtCl6的氯化鉀溶液中，進行循環掃描處理後取出經過掃描的聚乙烯醇修飾電極，用無水乙醇和二 次蒸餾水依次輪流衝洗若干次，得到鉑粒子加載後的聚乙烯醇修飾電極作為工作電極；第三步依次將參比電極、工作電極和輔助電極與液相色譜及電化學系統 相連，其中參比電極為Ag-AgCl電極；輔助電極為不鏽鋼製成的電極，製成 用於多巴胺檢測的薄層檢測池。
6、 根據權利要求5所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法，其特 徵是，在第一步中所述的循環掃描處理是指將工作電極、參比電極和輔助電極分別與電化學系統相連，以一定的掃描速率在設定的電壓範圍中進行循環電位掃 描。
7、 根據權利要求5所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法，其特 徵是，在第一步中所述的磷酸鹽溶液中聚乙烯醇的質量百分比濃度為0.1% 1.0 % ，高氯酸鋰的濃度為0. 01mol/L。
8、 根據權利要求5或7所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法， 其特徵是，在第一步中所述的磷酸鹽緩衝溶液是指磷酸根濃度為0.2 mol/L的 磷酸二氫鉀和磷酸氫二鈉溶液。
9、 根據權利要求5所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法，其特 徵是，第二步中所述的含K2PtCl6的氯化鉀溶液，其中K2PtCL的濃度為1.0X l(T3mol/L 5. 0X 10—3mol/L。
10、 根據權利要求5所述的用於多巴胺檢測的薄層檢測池的製備方法，其 特徵是，第三步中所述的液相色譜使用的流動相為含有10%甲醇和0.2mol/L的 pH5.0 7.0的磷酸鹽緩衝溶液，該流動相的流速為1.0mL/min。
全文摘要
一種電化學檢測技術領域的用於多巴胺檢測的薄層檢測池及其製備方法，包括工作電極、參比電極和輔助電極，其中工作電極、參比電極、輔助電極分別與液相色譜及電化學系統相連接，所述的工作電極包括鉑粒子層、聚乙烯醇層和電極基體，其中聚乙烯醇層和鉑粒子層依次由內而外包覆於電極基體外部。本發明製備所得的薄層檢測池能夠以簡單步驟實現多巴胺濃度的檢測，檢測線性範圍可達到為1.0×10-9～1.0×10-5mol/L，檢測解析度為1.0×10-10mol/L。
文檔編號G01N33/48GK101493453SQ200810205060
公開日2009年7月29日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者何丹農, 安雅睿, 文 張, 偉 朱, 丹 王, 鄭嬌紅, 金彩虹 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司