[發明專利]一種同時檢測次氯酸和抗壞血酸的柔性電極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010907071.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112194641A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 董輝;趙樂;周艷麗;劉瀾濤;張銀堂;徐茂田
• 申請（專利權）人: 商丘師范學院
• 主分類號: C07D279/30
• 分類號: C07D279/30;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 楊海霞

本發明公開了一種同時檢測次氯酸（HClO）和抗壞血酸（AA）的柔性電極及其制備方法和應用，屬于碳納米材料在生物傳感中應用技術領域。本發明首先制備得到石墨烯?碳納米管復合材料（ERGO?CNT），將其通過π?π堆積作用吸附于柔性石墨烯紙（GP）表面并進行電化學還原得到GP/ERGO?CNT，然后將合成的次氯酸電化學特異性識別探針（MBS）與內參比分子（AQ）共修飾于GP/ERGO?CNT表面，得到能同時檢測HClO和AA柔性傳感器GP/ERGO?CNT/AQ+MBS。該傳感器制備簡單、快速，對HClO和AA同時測定具有較高的準確度和較寬的線性范圍。能實現微量體液中HClO和AA的同時分析檢測，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于碳材料在生物傳感中應用技術領域，涉及一種HClO和AA同時分析的柔性傳感器及其制備方法和其應用。

背景技術

細胞氧化還原穩態對于許多生理和病理過程至關重要。活性氧(ROS)是細胞信號通路中的一類重要氧化劑，其參與細胞免疫反應到代謝的整個過程。次氯酸(HClO/ClO^-)是一種具有抗菌活性的ROS，其由白細胞中髓過氧化物酶催化過氧化氫和氯離子的內源性產生。細胞內高HClO濃度容易導致嚴重組織損傷并可導致神經退行性變、炎性疾病、心血管疾病和癌癥等。抗壞血酸(AA)，通常稱為維生素C，在許多水果和蔬菜中含量豐富。AA是一種有效的抗氧化劑，可參與細胞自我保護機制(例如中和自由基)。研究表明，AA的攝入可以保護腦細胞的線粒體免受氧化損傷。實際上，AA可以以化學計量的方式清除HClO并逆轉某些類型由HClO介導的損害。因此，同時監測HClO和AA的濃度對評估兩者之間的相互作用、交叉干擾以及局部氧化還原平衡具有重要意義。

熒光光譜法、電化學方法、高效液相色譜法和表面增強拉曼光譜法被廣泛用于檢測HClO和AA。目前，只有很少的熒光探針用于HClO和AA的檢測。如Zeng 等最早開發基于金屬有機框架的比例式HClO和AA傳感的熒光開關。Wei等使用碳點制備了一種動態和可逆地檢測生物樣品和活細胞中ClO-和AA的傳感器。然而，遺憾的是，這兩種探針的設計都是基于HClO和AA的氧化還原特性，只能先檢測HClO，后檢測AA，因此通過這些探針不能準確反映原位HClO和AA的動力學變化。目前基于柔性電化學傳感器能夠通過植入或粘附直接用于實際樣品分析，對于有效診斷、監測、治療及慢性病的預后至關重要。然而目前大多數設計用于HClO或AA檢測的電化學傳感器存在以下挑戰：(1)電化學測定相對于參比電極的氧化和還原電勢受內、外部環境之間差異的影響，且控制電位測定法對于實際樣品的準確定量受限，往往只能測定變化量；(2)目標分析物之間的干擾會對它們的同時檢測產生負面影響；(3)柔性傳感器的表面功能化依然缺乏，應用范圍有限。因此迫切需要開發制備同時檢測HClO和AA的新型柔性電化學傳感器。

發明內容

針對目前HClO和AA在體液測量中存在的問題以及同時分析的重要性，本發明的目的在于提供一種可實現體液中HClO和AA高準確及同時分析的柔性傳感器。另一目的在于提供其制備方法和應用。

為實現本發明目的，所述柔性傳感器的核心工作電極以還原氧化石墨烯-碳納米管復合材料修飾的柔性石墨烯紙(GP)作為基底，進一步在該基底上修飾有機探針分子(MBS)，并作為HClO特異性識別分子，與此同時，以還原氧化石墨烯-碳納米管作為修飾材料，可以提高對AA電催化活性。此外以耐爾蘭、蒽醌、二茂鐵其中一種作為內參比分子，避免個人操作和環境差異帶來的測定誤差。最后實現體液中HClO和AA高選擇性、高準確度和高靈敏度檢測，并實現兩者的同時分析。

本發明合成的HClO識別電化學探針MBS和商品化內參比分子9,10-蒽醌 (AQ)，其結構如下所示：

本發明所述GP/ERGO-CNT/AQ+MBS的制備方法如下步驟：

1、HClO識別電化學探針合成