[發明專利]一種用于檢測多巴胺的摻硼金剛石薄膜電極的制備方法

無效

• 申請號: 201110428821.1
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102520042A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 朱寧;張聰聰;戴瑋;曲長慶;尹振超;申鳳婷;陳凱玉;張喻
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及金剛石薄膜電極和生物傳感器領域，特別是一種用于檢測多巴胺的摻硼金剛石薄膜電極的制備方法。

背景技術

多巴胺(dopamine，簡稱DA，)作為下丘腦和腦垂體腺中的重要兒茶酚胺類神經遞質，在健康和疾病的控制、預防中起著重要的作用。其含量的改變可導致一些疾病如精神分裂癥和帕金森氏癥。此外，多巴胺具有興奮心臟、增加腎血流量的功能，可用于治療失血性、心源性及感染性休克。因此，對其測定方法的研究在臨床應用和相關疾病的診斷方面都具有重要的意義。

傳統檢測多巴胺的方法主要有微透析法、氣相色譜-質譜法、分光光度法、離子色譜法、化學發光法、高效液相色譜法，這些方法一般需要樣品的預處理，體積較大，不便于實現體內的在線監測。

DA分子內含有2個容易被氧化的酚羥基，因而具有電化學活性，可用電化學方法測定其含量。

化學修飾電極是指在電極表面涂敷單分子的、多分子的、離子的或聚合物薄膜，從而改變或改善電極原有性質，實現對電極的功能設計，提高電極作為分析敏感元件的選擇性和靈敏度。利用其制作的電化學傳感器易于操作、價格低廉，倍受分析工作者關注。

生物傳感器是一門由生物、化學、物理、醫學和電子技術等多種學科相互滲透成長起來的高新技術。區別于電化學傳感器的是利用具有分子識別能力的生物活性物質如細胞膜、酶、抗體和核酸修飾電極，以生物活性單元等作為生物敏感基元，通過各種物理、化學型信號轉換器捕捉目標物與敏感基元之間的反應，然后將反應的程度用離散或連續的電信號表達出來，從而對目標檢測物具有高度選擇性的檢測，優點是修飾電極具有更強的生物兼容，選用適當修飾物還可降低檢測電位，提高選擇性。并且蛋白質(酶)與電極之間的直接電子傳遞過程更接近生物氧化還原系統的原始模型，可實現更快的電子傳遞反應。生物傳感器的結構一般由兩個部分組成。其一是生物分子識別元件(感受器)，是具有分子識別能力的生物活性物質如組織切片、細胞、細胞器、細胞膜、酶、抗體和核酸；其二是信號轉換器，主要有電化學電極(如電位、電流的測量)、光學檢測元件、熱敏電阻、場效應晶體管及表面等離子共振器件。

傳統的生物傳感器電極包括玻碳(glassy?carbon，GC)、碳纖維、碳納米管、碳糊和無定形碳及熱解石墨(highly?ordered?pyrolytic?graphite，HOPG)等，在生物傳感器領域有著很廣泛的應用，尤其是GC電極。這是因為碳素類電極具有低廉、容易制備、形狀可控及較寬的電化學勢窗等優點。但是這些碳素類電極材料其本身或反應產物易吸附于電極表面，導致電極鈍化，靈敏度低、及由于表面處理的不一致性造成的低重復性等缺點。

近年來，硼摻雜的金剛石(boron-doped?diamond，BDD)膜以其突出的電化學特性和各種潛在的應用前景引起了科學家們的密切關注。硼摻雜的金剛石(BDD)薄膜電極除了具有金剛石的優異性能如高的物理、化學穩定性和良好的生物兼容性外，還擁有一系列突出的電化學特性：寬電化學視窗、低背景電流、高阻抗和很好的電化學穩定性。這些優勢使得BDD可以彌補傳統電極在檢測多巴胺上的不足。BDD電極符合理想的電流型生物傳感器的基底材料的要求。然而，到目前為止，有關利用BDD電極作為電流型生物傳感器的基底材料的研究很少。

另外，目前人工合成高純度、納米級摻硼金剛石薄膜多采用MPCVD法，且多數采用MPCVD在二維平面襯底上沉積薄膜，這在一定程度上限制了薄膜電極形狀，因此傳統摻硼金剛石做電極用于檢測受其形貌、大小限制，不利于檢測的靈活性和靈敏度。主要表現在不利于在腦內植入電極，從而限制了電極檢測多巴胺在臨床上的應用。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在問題，提供的一種靈敏度高、穩定性好的一種用于檢測多巴胺的摻硼金剛石薄膜電極的制備方法。

本發明的技術方案：

一種用于檢測多巴胺的摻硼金剛石薄膜電極的制備方法，以尖端狀鎢絲作為基底，在鎢絲上沉積摻硼金剛石薄膜，并對金剛石薄膜表面氨基化處理，然后在摻硼金剛石薄膜上直接制備絡氨酸酶修飾層，鎢絲通過銀膏與導線相連。

所述鎢絲尖端的制備方法，通過將鎢絲一端進行腐蝕而產生尖端，步驟如下：

1)將0.8mm的鎢絲用800#砂紙打磨至表面光滑，在丙酮溶液中超聲清洗5min；

2)將清洗后的鎢絲放置于體積比為1∶1的HF酸與硝酸的混合溶液中進行腐蝕，鎢絲垂直懸空放置，避免于容器壁接觸，保持時間10min；

3)將腐蝕處理后的鎢絲懸空在丙酮溶液中進行超聲處理5min，氮氣下吹干；