[發明專利]一種用于檢測谷氨酸濃度的非酶電化學傳感器及采用其的檢測方法

在審

• 申請號: 202011036045.6
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112198213A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 趙帥男;孫堅原;申雪峰;陳培華
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/30;G01N27/327;C25D5/54;C25D9/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種用于檢測谷氨酸的非酶電化學傳感器，其特征在于，所述的電化學傳感器包括反應池，以及設置于反應池內的工作電極、輔助電極和參比電極；通過工作電極、輔助電極和參比電極構建三電極體系，對反應池內的待測溶液中的谷氨酸進行痕量檢測；

所述的工作電極為表面修飾有鎳氧化物-還原氧化石墨烯納米材料的碳基電極。

2.根據權利要求1所述的非酶電化學傳感器，其特征在于，采用電鍍工藝將鎳氧化物-還原氧化石墨烯納米材料修飾至碳基電極表面得到所述的工作電極；

優選地，所述的鎳氧化物-還原氧化石墨烯納米材料中的鎳氧化物包括氧化鎳和/或氧化高鎳；

優選地，所述的電鍍時長為50～250s；

優選地，電鍍過程中采用的鎳氧化物-還原氧化石墨烯溶液濃度為1～6mg/mL。

3.根據權利要求1或2所述的非酶電化學傳感器，其特征在于，所述的工作電極為碳基電極；

優選地，所述的工作電極為玻碳電極；

優選地，所述的輔助電極為鉑電極；

優選地，所述的參比電極為Ag/AgCl電極。

4.一種谷氨酸濃度的檢測方法，其特征在于，采用權利要求1-3任一項所述的非酶電化學傳感器對谷氨酸進行痕量檢測，所述的檢測方法包括：

(Ⅰ)采用非酶電化學傳感器分別對谷氨酸濃度已知的基底液進行循環伏安法檢測，確定不同谷氨酸濃度的基底液的氧化峰峰值電流，并繪制擬合后的谷氨酸濃度-電流響應曲線，根據谷氨酸濃度-電流響應曲線確定谷氨酸濃度與電流響應之間的線性關系公式；

(Ⅱ)采用非酶電化學傳感器對待測溶液進行循環伏安法檢測，將待測溶液的氧化峰峰值電流值帶入谷氨酸濃度與電流響應之間的線性關系公式中，反推得到待測溶液中的谷氨酸濃度。

5.根據權利要求4所述的檢測方法，其特征在于，所述的循環伏安法的掃描速度為0.1V/s；

優選地，所述的循環伏安法的掃描電壓范圍為0～1.0V。

6.根據權利要求4或5所述的檢測方法，其特征在于，步驟(Ⅰ)中，采用非酶電化學傳感器對至少5組谷氨酸濃度已知且各不相同的基底液進行循環伏安法檢測；

優選地，采用非酶電化學傳感器對7組谷氨酸濃度已知且各不相同的基底液進行循環伏安法檢測；

優選地，7組谷氨酸濃度已知的基底液中谷氨酸的濃度分別為0.1nM、1nM、10nM、20nM、100nM、500nM和1μM。

7.根據權利要求4-6任一項所述的檢測方法，其特征在于，步驟(Ⅰ)中，所述的基底液為堿性環境；

優選地，所述的基底液的pH為10～14；

優選地，所述的基底液中包括堿性磷酸鹽緩沖液。

8.根據權利要求4-7任一項所述的檢測方法，其特征在于，步驟(Ⅰ)中，所述的谷氨酸濃度與電流響應之間的線性關系公式采用如下方法確定：

(1)取已知谷氨酸濃度的對數值為橫坐標，不同谷氨酸濃度下測定的氧化峰峰值電流值為縱坐標，在平面直角坐標系中取點并繪制擬合后的谷氨酸濃度-電流響應曲線；

(2)根據谷氨酸濃度-電流響應曲線的截距和斜率確定谷氨酸濃度和電流響應之間的線性關系公式；

所述的線性關系公式的模型為I＝a×lg(C)+b；

其中，I為谷氨酸濃度的氧化峰峰值電流值；a為谷氨酸濃度-電流響應曲線的直線斜率，C為谷氨酸濃度已知的基底液中的谷氨酸濃度；b為谷氨酸濃度-電流響應曲線的截距。

9.根據權利要求4-8任一項所述的檢測方法，其特征在于，步驟(Ⅱ)中，所述的待測溶液為堿性環境；

優選地，通過向待測溶液中加入堿性磷酸鹽緩沖液將待測溶液調至堿性環境；

優選地，所述的待測溶液的pH為10～14。

10.根據權利要求4-9任一項所述的檢測方法，其特征在于，在循環伏安法檢測過程中，谷氨酸在非酶電化學傳感器的工作電極表面發生催化氧化反應；

優選地，在循環伏安法檢測后得到的循環伏安曲線中，谷氨酸的氧化峰出現在0.4～0.55V范圍內。