[發(fā)明專利]一種碳納米復(fù)合材料修飾電極同時測定多巴胺、尿酸和抗壞血酸的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910325513.2
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110174452A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅貴鈴;孫偉;鄧英;謝慧;鄒如意;牛燕燕;李冰航;陳鵬穎
• 申請（專利權(quán)）人: 海南師范大學(xué)
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
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本專利建立了一種氮摻雜多孔碳?氮摻雜石墨烯納米復(fù)合材料修飾電極同時測定多巴胺、尿酸和抗壞血酸的方法。采用溶劑熱法制備鋅基沸石咪唑酯骨架材料(ZIF?8)，以ZIF?8為前驅(qū)體高溫碳化制備氮摻雜多孔碳(NPC)，進一步制備氮摻雜石墨烯(NGR)?NPC復(fù)合材料。以玻碳電極(GCE)為基底電極，Nafion為固定膜，制備Nafion?NGR?NPC/GCE。該修飾電極對多巴胺、尿酸和抗壞血酸表現(xiàn)出良好的電催化能力，將本方法應(yīng)用于生物樣品中的多巴胺、尿酸和抗壞血酸的含量測定，取得了滿意的結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氮摻雜石墨烯-氮摻雜多孔碳復(fù)合納米材料用于化學(xué)修飾電極的制備和生物樣品中多巴胺、尿酸和抗壞血酸含量的檢測方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)

類沸石咪唑骨架材料(ZIFs)由金屬離子與咪唑類配體連接而成，其具有類似沸石拓撲結(jié)構(gòu)的三維四面體結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性而廣泛用于吸收、催化和電化學(xué)傳感等領(lǐng)域。ZIF-8是由硝酸鋅和2-甲基咪唑配合而成，通過進一步聚集形成方鈉石拓撲結(jié)構(gòu)。以ZIF-8為前驅(qū)體，經(jīng)煅燒后形成氮摻雜多孔碳（NPC），其具有以下的優(yōu)異特性：一是多孔碳材料中氮原子的孤對電子作為載流子能使多孔碳材料周圍的電荷密度增大，從而提高多孔碳材料的導(dǎo)電性；二是氮原子的摻入使得多孔碳材料中的缺陷位增長，使得多孔碳材料中的活性位點數(shù)量增加；三是氮原子的存在能夠增加多孔碳材料作為電極材料與電解液的親和性和生物相容性；四是氮原子的存在能夠改善多孔碳材料與金屬離子的結(jié)合能力，提高金屬在多孔碳材料表面的負載能力。故本方法利用ZIF-8為前驅(qū)體制備NPC后，進一步與氮摻雜石墨烯（NGR）混合制備氮摻雜石墨烯-氮摻雜多孔碳（NGR-NPC）復(fù)合納米材料。這種具有富氮成分的復(fù)合納米材料是一種優(yōu)良的電極修飾材料，它與電解液具有良好的親和性，電解液中的小分子能與電極修飾材料快速進行電子轉(zhuǎn)移。

抗壞血酸是一種常見的抗氧化劑，在人體的代謝過程中會影響基本的生理過程（如細胞分裂、基因表達和激活生物防御機制等）。多巴胺是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的神經(jīng)遞質(zhì)，缺乏多巴胺可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病（如帕金森病和精神分裂癥）。尿酸是嘌呤代謝的主要產(chǎn)物，其異常濃度水平可能導(dǎo)致多種疾病（如高尿酸血癥、痛風(fēng)和肺炎等）。多巴胺、尿酸和抗壞血酸通常共存于生物樣品中，但多巴胺濃度非常低（0.01 μmol/L），而抗壞血酸的濃度通常要高得多（約0.1 mmol/L），因此開發(fā)一種高選擇性和高靈敏度的用于同時測定多巴胺、尿酸和抗壞血酸的方法對于分析應(yīng)用和診斷研究至關(guān)重要。然而傳統(tǒng)電極測定多巴胺、尿酸和抗壞血酸時，三種物質(zhì)的氧化峰會發(fā)生重疊導(dǎo)致難以實現(xiàn)同時測定。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種氮摻雜石墨烯-氮摻雜多孔碳（NGR-NPC）的制備方法并用于制備化學(xué)修飾電極，用于生物樣品中多巴胺、尿酸和抗壞血酸含量的檢測，旨在通過簡單的電化學(xué)檢測方法，實現(xiàn)生物樣品中多巴胺、尿酸和抗壞血酸含量的快速、有效測定。

電化學(xué)傳感器的靈敏度和選擇性主要取決于電極上的換能器（信號轉(zhuǎn)換元件）和識別器（敏感元件），其中換能器的界面?zhèn)鞲胁牧闲枰懈唠娮觽鲗?dǎo)性、高比表面積與良好的催化活性等特征，以提高換能器對敏感材料的吸附性能及生物相容性、降低氧化還原反應(yīng)過電勢、提高生物傳感器的選擇性與靈敏度。因此，本發(fā)明利用ZIF-8為前驅(qū)體制備NPC后，進一步與NGR混合制備NGR-NPC納米復(fù)合材料。這種具有富氮成分的納米復(fù)合材料作為電極修飾材料與電解液具有良好的親和性，能加快電解液中小分子與電極表面電子傳遞速率，從而構(gòu)建快速有效的電化學(xué)傳感器件，實現(xiàn)生物樣品中多巴胺、尿酸和抗壞血酸含量的同時測定。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：NGR-NPC納米復(fù)合材料用于化學(xué)修飾電極的制備，進一步建立生物樣品中多巴胺、尿酸和抗壞血酸含量同時檢測的方法，步驟如下。

步驟一、NGR-NPC復(fù)合材料的制備。