[發(fā)明專利]一種電化學(xué)傳感器的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710486302.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN107064277B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚小紅;宋新建;付菊;李晨晨;陳泇冰;鄭寅;王東華;馬小平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北民族學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N27/48
• 分類號(hào): G01N27/48
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所42001
• 代理人: 余曉雪,王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)傳感器的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)定多巴胺或/和對(duì)乙酰氨基酚的電化學(xué)傳感器。

背景技術(shù)

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化方式形成的新型二維材料。石墨烯具有良好的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，在許多領(lǐng)域顯示出光明的應(yīng)用前景。與富勒烯和碳納米管相比，石墨烯的某些性能更優(yōu)，比如比表面積更大、導(dǎo)電性更高、電子傳遞速率更快等，這表明石墨烯是一種極具吸引力的電化學(xué)傳感材料。因此，石墨烯在電化學(xué)傳感領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，各種石墨烯基電極不斷涌現(xiàn)。

石墨烯的制備方法主要包括機(jī)械剝離法、氧化-還原法、晶體外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法和有機(jī)合成法等。由于氧化-還原法具有產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)、制備出的石墨烯結(jié)構(gòu)易于修飾復(fù)合等優(yōu)點(diǎn)，因而目前電化學(xué)傳感領(lǐng)域使用的石墨烯幾乎均采用氧化-還原法制備。但該方法存在以下缺陷：第一、需使用大量的強(qiáng)氧化劑，易造成環(huán)境污染；第二、操作過程繁瑣、反應(yīng)條件苛刻，需控制不同溫度進(jìn)行多次氧化剝離再進(jìn)行還原；第三、強(qiáng)氧化劑易于使石墨烯的完整結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的破壞，削弱其電學(xué)、電化學(xué)等方面的重要性能。隨著石墨烯制備研究的迅猛發(fā)展，簡(jiǎn)易的液相剝離法受到越來越多研究者的青睞。然而，通過現(xiàn)有的液相剝離法制備石墨烯仍存在諸多不足：超聲時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)率不高，制備效率低，石墨烯質(zhì)量不高，且難以滿足高靈敏檢測(cè)特定目標(biāo)物的電化學(xué)分析要求。

對(duì)乙酰氨基酚(AC)是臨床上使用極其廣泛的苯胺類藥物。但是過量使用或?yàn)E用對(duì)乙酰氨基酚會(huì)引起不良反應(yīng)和嚴(yán)重的肝損害。多巴胺(DA)是重要的神經(jīng)遞質(zhì)，在中樞神經(jīng)、心血管系統(tǒng)等功能中扮演著重要的角色。當(dāng)多巴胺的濃度偏離正常水平時(shí)會(huì)引起帕金森疾病和精神分裂癥等疾病。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種物質(zhì)的檢測(cè)，在藥品檢測(cè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前測(cè)定對(duì)乙酰氨基酚和多巴胺的方法主要有高效液相色譜法、光譜測(cè)定法、熒光光譜法等。這些方法儀器昂貴，需要專門的技術(shù)培訓(xùn)，且操作過程繁瑣，而電分析方法由于靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)時(shí)間短、所用儀器設(shè)備價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于藥品檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有多巴胺和對(duì)乙酰氨基酚測(cè)定技術(shù)昂貴繁瑣、電化學(xué)傳感器制備復(fù)雜費(fèi)時(shí)、檢測(cè)靈敏度不高的缺陷，提供一種簡(jiǎn)便、低成本、高靈敏測(cè)定多巴胺或/和對(duì)乙酰氨基酚的電化學(xué)傳感器。

本發(fā)明所述的電化學(xué)傳感器，其中，傳感器包括電極芯和石墨烯納米片，且石墨烯納米片附著在電極芯的表面。采用液相剝離法制備石墨烯；將制備好的石墨烯滴涂于處理過的電極芯上。基于本發(fā)明所制備的石墨烯修飾電極對(duì)多巴胺和對(duì)乙酰氨基酚的檢測(cè)具有靈敏度高、線性檢測(cè)范圍寬的特點(diǎn)，且整個(gè)方法簡(jiǎn)單易行、操作成本低，完全能滿足多巴胺或/和對(duì)乙酰氨基酚的電化學(xué)分析含量測(cè)定。

具體的技術(shù)方案如下：

一種測(cè)定多巴胺或/和對(duì)乙酰氨基酚的電化學(xué)傳感器，電化學(xué)傳感器包括石墨烯納米片分散液修飾電極，在制備石墨烯納米片分散液的過程中，采用meso-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)的鈉(或鉀)鹽或meso-四(4-羧基苯基)卟啉金屬配合物(MTCPP)的鈉(或鉀)鹽作為剝離助劑。

所述石墨烯納米片分散液的制備方法是：將質(zhì)量比為0.5:1-3:1(優(yōu)選為2:1)的石墨粉和TCPP的鈉(或鉀)鹽或MTCPP的鈉(或鉀)鹽放入容器中，再向容器中加入溶劑，放入超聲波儀中超聲1.5-4h，得到石墨烯納米片分散液。

所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種，溶劑用量為：每10mg石墨粉使用4-30mL溶劑；

優(yōu)選的，溶劑用量為：每10mg石墨粉使用5-15mL溶劑。

所述TCPP的鈉(或鉀)鹽或MTCPP的鈉(或鉀)鹽的制備方法是：將TCPP或MTCPP溶解于乙醇中，在35-100℃下，加入飽和碳酸氫鈉(或鉀)水溶液，待其完全反應(yīng)后，將溶液放入干燥箱中干燥，最后得到TCPP的鈉(或鉀)鹽或MTCPP的鈉(或鉀)鹽。

TCPP或MTCPP與碳酸氫鈉(或鉀)用量的質(zhì)量比為5:1-3。

所述meso-四(4-羧基苯基)卟啉及其金屬配合物的鈉或鉀鹽是在石墨烯納米片分散液的制備過程中原位生成的，方法如下：將石墨粉、氫氧化鈉(或鉀)和MTCPP(或TCPP)置于容器中，加入溶劑，放入超聲波儀中超聲分散；

進(jìn)一步的，石墨粉、氫氧化鈉(或鉀)、MTCPP(或TCPP)的質(zhì)量比為10:0.5-3:3-15，最佳為10:1:5。