[發明專利]一種基于分子印跡聚合物膜的修飾電極、電化學系統及其應用

無效

• 申請號: 201110331848.9
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102507697A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 盧小泉;李慧;王志華;陜多亮;仵博萬
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 陸菊華

技術領域

本發明涉及一種檢測多巴胺的分子印跡傳感器及其制備方法。

背景技術

分子印跡技術是指制備對某一特定目標分子(模板)具有特異選擇性的分子印跡聚合物，即將某個模板分子加入到功能單體中，二者通過共價鍵或非共價鍵發生作用，然后通過各種方法（如加入交聯劑、引發劑或電化學方法）進行聚合反應，形成高度交聯的聚合物。利用化學或物理方法將印跡分子從聚合膜中移出，在高分子內部形成大量的空腔結構，它們的形狀以及空腔內各官能團的位置都與該模板分子互補，可以與印跡分子發生特殊作用。

與其它方法相比，基于分子印跡技術的多巴胺電化學系統具有檢測時間短、選擇性高、成本小、檢出限低、物理尺寸可調等優點，有望實現對多巴胺分子的快速靈敏的檢測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種簡單、靈敏、快速的檢測多巴胺分子的檢測電極、其制備方法，及其應用的電化學系統及其用途。

一種修飾電極，其用于檢測多巴胺，所述電極包括基底電極、涂覆于所述基底電極表面的碳納米管膜和涂覆于所述碳納米管膜表面的分子印跡聚合物膜，所述分子印跡聚合物膜是以多巴胺為模板的分子印跡聚合物膜。此修飾電極對多巴胺有高度的靈敏性和顯著的選擇性，可以很好的避免其他類似物質的干擾。

所述基底電極是玻碳電極；和/或所述碳納米管膜選自多壁碳納米管。

上述修飾電極的制備方法，包括如下步驟：

（1）將碳納米管涂覆到基底電極的表面，形成表面涂覆有碳納米管的基底電極；

（2）將上述涂覆碳納米管膜的基底電極浸入到包含多巴胺分子的鄰苯二胺聚合液中，在以基底電極為工作電極、以鉑為對電極、以Ag/AgCl為參比電極的三電極體系中，在0V到0.8?V電位范圍下循環伏安掃描5-13圈，掃速50-100?mVs^??1,?用二次蒸餾水沖洗，晾干，得到聚鄰苯二胺-多巴胺-多壁碳納米管/玻碳修飾電極；

（3）將上述所得聚鄰苯二胺-多巴胺-多壁碳納米管/玻碳修飾電極浸入到pH?4.6-5.2的鹽酸溶液中150-250秒左右，移除印跡分子和吸附在印跡膜表面未聚合的鄰苯二胺分子，得到所述修飾電極。

上述修飾電極的用途，用于檢測溶液中多巴胺的含量。

一種檢測多巴胺用電化學系統，所述的電化學系統中含有工作電極，所述的工作電極為權利要求1所述的修飾電極。所述的電化學系統中還可含有參比電極，和對電極。

一種檢測多巴胺的方法，方法如下，將待測多巴胺樣品加入到權利要求5所述的電化學系統中，在?-0.2-0.6V電位范圍下進行差示脈沖掃描，將測得的峰電流對多巴胺濃度作線性關系圖得到標準曲線，根據峰電流即可得到待測多巴胺濃度。

本研究采用易于成膜且膜厚易于控制的電化學聚合技術，以鄰苯二胺為交聯劑，制備了多巴胺分子印跡聚合膜傳感器，并對其性能進行了研究。碳納米管可以實現直接電子傳遞，一方面是因為碳納米管的表面缺陷導致了較高的表面活性，有利于多巴胺和碳納米管之間的電子傳遞；另一方面，由于處理好的碳納米管上存在大量的羧基及羥基可以與多巴胺分子形成氫鍵，有效的提高了聚合膜中模板分子的數量。多巴胺(dopamine,DA,又名3-羥酪胺)是神經中樞系統內重要的神經遞質,心臟病、帕金森氏癥、甲狀腺荷爾蒙含量、神經肌肉失調和各種精神疾病都與體內多巴胺的失調有關。因此，發展快速簡便、費用較低，而且靈敏的多巴胺檢測方法非常重要。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、由于本發明采用電化學差示脈沖法、循環伏安法和交流阻抗法等多種電化學方法對修飾電極進行了制備及表征，因此，與其他檢測多巴胺方法相比，本發明靈敏度高（檢測下限1×10^-9?molL^-1）、掃描得到的曲線相關性較好(R=0.99973)、精密度較高。

2、和其他的檢測DA的方法相比較，修飾電極的過程比較簡單，成本低。

3、碳納米管是晶形碳的一種同素異形體，因其獨特的原子結構而表現為金屬性或半導體性。經過處理過碳納米管表面存在大量羧基和羥基，所以碳納米管的水溶性非常好，可以用二次蒸餾水分散，并且碳納米管表面大量羧基和羥基可以與多巴胺分子之間形成氫鍵，經過浸泡步驟，可以有效的提高了聚合膜中模板分子的數量。這種獨特的電子特性使得它能夠促進實現多巴胺分子與電極之間的直接電子轉移，成功構建了碳納米管-聚鄰苯二胺-多巴胺納米復合膜。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。