[發明專利]一種腦內維生素C活體測定電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202010135353.8
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111307899B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 毛蘭群;金靖;江迎;于萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 肖陽

本發明涉及一種腦內維生素C活體測定電極及其制備方法。該方法包括下述步驟：采用疏水作用將合成的對維生素C具有優異電化學催化性能的碳球修飾在碳纖維電極上。該碳球修飾的電極可用于腦內維生素C的活體檢測。

技術領域

本發明涉及電化學檢測領域，具體地，本發明涉及一種腦內維生素C活體測定電極及其制備方法。

背景技術

維生素C，又名抗壞血酸，是腦內重要的神經化學分子。已有的實驗結果預示著維生素C在腦的活動過程中發揮著重要的作用，因此，發展腦內維生素C準確測定的分析化學原理和方法對于研究其在腦神經生理和病理的作用將具有十分重要的意義。

電化學方法由于具有高的時空分辨率和能夠實現活體動物分析等優點，在腦化學的活體分析中備受關注。一般地，利用電化學方法進行活體分析時，多選用直徑為7μm左右的碳纖維作為電極，既可實現活體原位測定，又可以盡量減少對腦組織的損傷。然而，由于腦內存在多種具有電化學活性的神經小分子(如單胺類分子及其代謝產物等)，使得腦內維生素C的選擇性活體原位分析變得困難。在多數碳基電極上，維生素C被認為是一種內殼層電化學活性物種，其在電極上的電化學行為與電極的表面結構具有密切的關聯性。

基于此，已經報道的有限幾種關于腦內維生素C選擇性活體分析的方法基本上都是通過對裸碳纖維電極進行表面處理而建立的。這些表面處理方法包括電化學和光學等方法。利用表面處理后的碳纖維電極，結合電位掃描技術(如微分脈沖和快速電位掃描等)，即可實現腦內維生素C的選擇性活體測定。但由于碳纖維制備方法的差異，即使嚴格控制電極的預處理條件，也很難在來源不同的碳纖維電極上得到相對一致的電化學響應，尤其對類似于維生素C這樣內殼層的電化學活性物種來說。這一局限最終導致利用裸碳纖維電極(即使經過前處理)很難實現腦內維生素C活體檢測的困境。

發明人通過之前的研究發現，碳納米管作為一種結構獨特的碳材料，其作為電極材料時能夠明顯降低維生素C的電化學氧化過電位。利用此性質，發明人發展了腦內維生素C的電化學分析方法。但是，碳納米管在使用之前需要進行前處理(如強酸和高溫處理等)，而且很難在碳纖維電極表面固定形成可植入腦內的電化學電極。雖然利用手工滴涂、表面生長和電泳沉積的方法可以實現碳納米管在碳纖維表面的固定，但這些方法仍然存在重現性差等問題。例如：手工滴涂方法制備的電極由于碳納米管在碳纖維表面的吸附較弱，所以制備的電極長時間使用的穩定性有待提高。另外，手工滴涂方法也存在重現性差的問題。表面生長的方法存在實驗過程復雜和儀器昂貴等不足。電泳沉積的方法是將負電性的碳納米管在電場的驅動下沉積到碳纖維電極的表面。雖然該方法克服了手工滴涂和表面生長方法的不足，但電泳施加的高電壓會降低碳納米管對維生素C的催化能力，需要后續的高溫和酸處理方可恢復其對維生素C優異的催化性能。

因此，亟需發展一種對維生素C既具有優異電催化性能，又可以穩定重現固定于碳纖維電極表面的電化學催化劑，以滿足維生素C活體分析之需求。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提供了一種對維生素C具有高選擇性和高靈敏檢測的新型碳球修飾碳纖維電極及其制備新方法。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種傳感電極。根據本發明的實施例，所述傳感電極包括：碳纖維電極，所述碳纖維電極的表面修飾有自組單層膜；以及電催化介質，所述電催化介質通過疏水作用修飾在所述碳纖維電極上，所述電催化介質具有對維生素C特異的電催化性能。根據本發明實施例的傳感電極可以有效實現對維生素C高選擇性和高靈敏度的檢測，且穩定性和重現性好。

根據本發明的實施例，上述傳感電極還可進一步包括如下附加技術特征至少之一：

根據本發明的實施例，所述自組單層膜為烷基胺。發明人發現，自組單層膜能顯著降低修飾電極的電容，即測試過程中噪音基線小，這一優勢可以滿足在以細胞、腦片等為實驗對象時的低噪音檢測要求。

根據本發明的實施例，所述自組單層膜為辛胺、庚胺、己胺或十八胺。