[發(fā)明專利]一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010390546.8
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111521657B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏秋平;周科朝;馬莉;李海超;朱睿童;楊萬林
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/30;C23C16/27;C23C16/455;C23C16/02;C23C14/18;C23C14/35;C23C14/58;C23F1/28;B82Y15/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹;魏娟

本發(fā)明公開了一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器及其制備方法和應(yīng)用，所述多巴胺生物傳感器，包括工作電極、對電極和參比電極，所述工作電極的基底電極為多孔硼摻雜金剛石電極，所述多孔硼摻雜金剛石電極表面修飾有納米碳黑顆粒和萘芬膜。本發(fā)明中多孔硼摻雜金剛石電極具有高比表面積，可以增加傳感器的響應(yīng)電流，而所修飾的納米碳黑顆粒和萘芬膜作為電極的保護(hù)膜和功能性隔層，碳黑顆粒可以將干擾物的氧化電位提前，減少信號干擾，萘芬同時(shí)扮演了抑制干擾物和穩(wěn)定碳黑顆粒的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

多巴胺是NA的前體物質(zhì)，是下丘腦多巴胺和腦垂體腺中的一種關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中多巴胺的濃度受精神因素的影響，神經(jīng)末梢的GnRH和多巴胺間存在著軸突聯(lián)系并相互作用，以及多巴胺有抑制GnRH分泌的作用。多巴胺含量的檢測對人類的健康以及疾病的診斷、治療和控制有著重要意義。

生物傳感器(biosensor)是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理換能器有機(jī)結(jié)合的器械或裝置，是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測方法與監(jiān)控方法，也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。生物傳感器的結(jié)構(gòu)(組成)根據(jù)定義，包括兩部分：1、生物活性材料(也叫生物敏感膜、分子識別元件)。2、物理換能器(也叫傳感器)；其中傳感器部分，其作用是將各種生物的、化學(xué)的和物理的信息轉(zhuǎn)變成電信號。目前，已報(bào)道的血多巴胺檢測方法較多，常見的有氣液色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、溫度測定法、分子發(fā)光法、比色法、電化學(xué)方法等，但是這些檢測方法中的選擇性大多依賴于對多巴胺特異性識別的酶或抗體，并具有損壞性和成本相當(dāng)昂貴。

電化學(xué)非酶生物傳感器檢測具有操作簡單、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)勢，而且其穩(wěn)定性和可用性比酶傳感器更好。

當(dāng)前主流的多巴胺生物傳感器，可以兩大類。一類是通過選擇性離子透過膜，對非多巴胺類的小分子物質(zhì)進(jìn)行阻攔，而只選擇性的通過多巴胺分子，從而達(dá)到電極表面只有多巴胺分子反應(yīng)，獲得多巴胺分子的氧化電流；另一類是在電極表面修飾活性物質(zhì)，通過修飾物對多巴胺與多巴胺干擾物的氧化電位不同從而達(dá)到選擇性檢測多巴胺的目的。但是這兩類方法都不能完全保證檢測過程不受干擾，前者在面對一些與多巴胺類似的正電離子時(shí)會(huì)失去選擇性，而后者即使將干擾物與多巴胺的氧化電位區(qū)分得足夠大，仍然存在干擾物與多巴胺的反應(yīng)產(chǎn)物多巴胺醌反應(yīng)，使得檢測結(jié)果失準(zhǔn)的問題，如，通過碳納米管修飾的電極即使將主要干擾物抗壞血酸與多巴胺的氧化電位分得足夠遠(yuǎn)，多巴胺的氧化產(chǎn)物仍然會(huì)與溶液中的抗壞血酸反應(yīng)生成新的多巴胺，而新生成的多巴胺將會(huì)改變原檢測多巴胺的濃度，檢測結(jié)果自然失準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明第一個(gè)目的在于提供一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器的制備方法。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于多孔硼摻雜金剛石電極的多巴胺生物傳感器，包括工作電極、對電極和參比電極，所述工作電極的基底電極為多孔硼摻雜金剛石電極，所述多孔硼摻雜金剛石電極表面修飾有納米碳黑顆粒和萘芬膜。

在本發(fā)明中，所提供的多巴胺生物傳感器的工作電極為表面修修飾有納米碳黑顆粒和萘芬膜的多孔硼摻雜金剛石電極，多孔硼摻雜金剛石電極具有高比表面積，可以增加傳感器的響應(yīng)電流，而所修飾的納米碳黑顆粒和萘芬膜作為電極的保護(hù)膜和功能性隔層，碳黑顆粒可以將干擾物的氧化電位提前，減少信號干擾，萘芬同時(shí)扮演了抑制干擾物和穩(wěn)定碳黑顆粒的作用。