[發明專利]一種微針電極的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202011105662.7
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112255293B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 王琳;王征;張艷;李琪琳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 武漢信合紅谷知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42264
• 代理人: 解波

本發明公開了一種微針電極的制備方法及其應用。制備方法包括：制備銀絲微針電極、鉑絲微針電極；將所述銀絲微針電極在氯化鉀溶液中通過恒電位電沉積在電極表面負載一層氯化銀，得到銀?氯化銀微針電極；配制多巴胺水溶液和氨水溶液，制備聚多巴胺小球；配制貴金屬鹽水溶液，將聚多巴胺小球加入到冷卻后的所述貴金屬鹽水溶液中，制備聚多巴胺球?貴金屬復合材料；將聚多巴胺球?貴金屬復合材料修飾在所述鉑絲微針電極上，并將其運用于細胞和腫瘤組織檢測中。本發明能夠有效地實現電極在體檢測，聚多巴胺增加了參與電極反應的Au的總量，金納米顆粒具有良好的電催化性質，兩者協同作用可以提高電極的檢測靈敏度。

技術領域

本發明涉及電極制備技術領域，特別涉及一種微針電極的制備方法及其應用。

背景技術

微型化是分析化學的發展趨勢之一，在電化學分析領域則主要體現在于工作電極的微型化。此類產品有能力實現對體內化學信息的實時監控以及提高其穩定性。微電極技術作為電分析化學的前沿領域，為人們進行細胞水平超靈敏檢測，從而探索細胞生理現象、揭示生命活動規律提供了有力手段。與常規電極和毫米電極相比，當電極一維尺寸降至微米級或納米級時，會使電極上的電化學反應產生質的飛躍。微電極上電活性物質擴散速度極快，可用于測定快速異相反應的速率常數。微電極在測量過程中流經電極的法拉第電流密度很大，而充電電流衰減較快，有助增大法拉第電流和充電電流比值，増加信噪比，提高分析的靈敏度。微電極特殊的結構為分析癌細胞和組織樣品中化學物質提供了可行性。

微電極不僅能在微米尺寸范圍內滿足電極系統的特殊需要，其特殊的柔性還能滿足易攜帶的要求。針狀纖維還展示了一系列優異功能，例如小尺寸(50～500微米的直徑)，高強度和彈性模量，生物相容性好，以及低成本，這使它能用作在微小電極的電信號傳導基板中。

如今，基于鉑絲微針電極，設計合理層次結構能使高性能多功能的納米雜化物修飾的針狀微電極有更多更好的發展。比如，申請號201611004612.3的專利公開了一種多孔金屬修飾表面的微針電極及其制備方法，本發明中，特別在微針本體的表面修飾有多孔金屬層，通過多孔金屬層中的反應孔來增加微針電極的表面積，在不增加微針電極體積的前提下為敏感成分提供更多的附著位點，提高微針電極上敏感成分的負載量以及反應面積，最終提升所制得的傳感器的靈敏度。然而，微針本身體積就很小，通過多孔金屬層中的反應孔來增加微針電極的表面積，提升所制得的傳感器的靈敏度的效果有限；同時，鉑絲微針電極表面的活性物質的固定化，在針狀鉑絲上的有限的表面面積上遇到了重大的挑戰，這是由于負載在針狀鉑絲微電極的低電活性納米材料，限制了所得電化學生物傳感器的分析靈敏度。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種微針電極的制備方法及其應用，以解決負載在針狀鉑絲微電極的低電活性納米材料，限制了所得電化學生物傳感器的分析靈敏度的問題。

(二)技術方案

為實現上述微針電極的制備方法及其應用解決負載在針狀鉑絲微電極的低電活性納米材料，限制了所得電化學生物傳感器的分析靈敏度的問題，本發明提供如下技術方案：

本發明的第一個目的是提供一種微針電極的制備方法，包括以下步驟：

(1)通過熔融、壓方條、拉絲、整形、打磨工藝得到銀絲微針電極；

(2)將所述銀絲微針電極在氯化鉀溶液中通過恒電位電沉積在電極表面負載一層氯化銀，得到銀-氯化銀微針電極作為參比電極；

(3)配制多巴胺水溶液和氨水溶液，將多巴胺水溶液和氨水溶液混合均勻，磁力攪拌下反應，然后離心、冷凍干燥，得到聚多巴胺小球；

(4)配制貴金屬鹽水溶液，將所述貴金屬鹽水溶液進行冷卻；然后，將所述步驟(3)得到的所述聚多巴胺小球加入到冷卻后的所述貴金屬鹽水溶液中，攪拌反應，洗滌后得到表面負載有貴金屬顆粒的所述聚多巴胺復合材料，即聚多巴胺球-貴金屬復合材料；