一種測定多巴胺的電化學傳感器的製作方法

2023-05-03 14:49:36 5

專利名稱：一種測定多巴胺的電化學傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測定多巴胺的電化學傳感器。
碳納米管是一種新型的納米材料，具有獨特的力學、電子特性及化學穩定性。它可以認為是將石墨層摺疊成碳圓柱體的結果，分為多層碳納米管(MWNT)和單層碳納米管(SWNT)。依據其原子結構不同，碳納米管將表現為金屬或半導體，這種獨特的電子特性將使它有望成為新型傳感器器件。由於碳納米管性質十分穩定，不溶於水及一般的有機溶劑，將其直接用於製備電化學傳感器十分困難。
本發明提供的技術方案是一種測定多巴胺的電化學傳感器，包括玻碳電極，玻碳電極的表面塗覆有敏感膜，敏感膜由下法得到將碳納米管和陽離子交換聚合物Nafion加入無水乙醇中，使碳納米管的含量為0.1％～15％(質量體積百分數，下同)、陽離子交換聚合物Nafion的含量為0.01％～5％，然後超聲分散直至得到均一的碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液，將碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液塗覆在玻碳電極表面，低溫蒸發溶劑得到敏感膜。
Nafion是陽離子交換劑的典型代表。由於Nafion非常穩定，不溶於水，而且在適當條件下可溶於有機溶劑，因此能澆鑄在電極表面形成修飾膜。自Nafion首次被用為離子交換劑以來，研究進展很快，應用也十分廣泛。Nafion是一種含電離基團的全氟化聚合物，其磺酸基伸出聚合物骨架之外，結構式如下 由結構式可見，在Nafion中分為憎水疇和親水疇兩個部分，前者相當於聚四氟乙烯的氟碳骨架，後者相當於離子化的磺酸基，它就是Nafion起離子交換作用的基團。Nafion化學穩定性高，耐熱性好，而且對有機陽離子，特別是那些大的有機陽離子的交換選擇係數特別高。
塗覆在玻碳電極表面的碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液的用量為1～30μL。
本發明以陽離子交換聚合物Nafion為分散劑，可以很容易地將性質十分穩定的碳納米管分散在乙醇中，以該分散液塗覆在玻碳電極表面製得的敏感膜與玻碳電極構成的電化學傳感器測定多巴胺不僅選擇性和靈敏度高，而且在高濃度抗壞血酸和尿酸存在下，仍對低濃度的多巴胺有選擇性響應。
塗覆在玻碳電極表面的碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液的用量為1～30μL。
在一定的pH生理緩衝溶液中，抗壞血酸和尿酸等物質與多巴胺所帶的電荷正好相反。用離子選擇性膜可以選擇性地讓多巴胺到達傳感器的敏感單元，而與多巴胺電荷帶相反電荷的抗壞血酸和尿酸等物質被離子選擇性膜排斥，不能到達傳感器的敏感單元，從而避免幹擾。
本發明的傳感器主要由碳電極組成，可以很好地與肌體相容。
本發明將碳納米管對多巴胺的催化特性和離子聚合物膜對多巴胺的選擇性富集作用有機地結合起來，實現了多巴胺的高靈敏度測定，檢測限為2.5×10-9mol/L。測定多巴胺的條件測定介質0.1mol/L磷酸鹽緩衝溶液(Ph5.5)；富集時間3分鐘。測定方法1.循環伏安法，電位掃描範圍0～0.5V，掃描速度100mV/s。2.微分脈衝溶出伏安法測定參數脈衝振幅0.05V；脈衝持續時間40ms；掃描速度50mV/s。
圖2為抗壞血酸、尿酸和多巴胺(濃度均為5×10-5mol/L)在pH5.5磷酸緩衝溶液中的循環伏安圖。掃描速度100mV/s，由圖可知，本發明只對多巴胺有響應。
在圖3中，曲線a為1×10-5mol/L多巴胺的微分脈衝伏安圖；曲線b為1×10-5mol/L多巴胺在1×10-3mol/L的抗壞血酸和尿酸存在下的微分脈衝伏安圖；曲線c為1×10-5mol/L多巴胺在1×10-3mol/L的尿酸和5×10-3mol/L的抗壞血酸存在下的微分脈衝伏安圖。從該圖中可知在大量抗壞血酸和尿酸存在下，本發明仍對多巴胺有選擇性的響應。
權利要求
1.一種測定多巴胺的電化學傳感器，包括玻碳電極，其特徵是玻碳電極的表面塗覆有敏感膜，敏感膜由下法得到將碳納米管和陽離子交換聚合物Nafion加入無水乙醇中，使碳納米管的質量體積百分數含量為0.1％～15％、陽離子交換聚合物Nafion的質量體積百分數含量為0.01％～5％，然後超聲分散直至得到均一的碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液，將碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液塗覆在玻碳電極表面，低溫蒸發溶劑得到敏感膜。
2.根據權利要求1所述的電化學傳感器，其特徵是塗覆在玻碳電極表面的碳納米管-陽離子交換聚合物Nafion分散液的用量為1～30μL。
全文摘要
本發明涉及一種測定多巴胺的電化學傳感器，包括玻碳電極，玻碳電極的表面塗覆有碳納米管－陽離子交換聚合物Nafion敏感膜，本發明以陽離子交換聚合物Nafion為分散劑，可以很容易地將性質十分穩定的碳納米管分散在乙醇中，以該分散液塗覆在玻碳電極表面製得的敏感膜與玻碳電極構成的電化學傳感器測定多巴胺不僅選擇性和靈敏度高，而且在高濃度抗壞血酸和尿酸存在下，仍對低濃度的多巴胺有選擇性響應。
文檔編號G01N27/31GK1395094SQ0213880
公開日2003年2月5日 申請日期2002年7月18日 優先權日2002年7月18日
發明者胡勝水, 吳康兵, 孫延一 申請人:武漢大學