專利名稱：一種同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)測試器件，具體涉及一種同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器。
背景技術(shù)：
腎上腺素(EP)是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的神經(jīng)傳遞物質(zhì)。它在機體內(nèi)的濃度影響多種生理過程。其代謝的紊亂可導(dǎo)致某些疾病的發(fā)生，其突出作用為增加腎血流量、改善休克時重要器官的血液供應(yīng)。電分析化學(xué)由于具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)時間短、所需儀器設(shè)備價格低廉等優(yōu)點而廣泛用于生命物質(zhì)的直接電化學(xué)檢測。但是在人體內(nèi)共存的抗壞血酸(AA)的電化學(xué)性質(zhì)與腎上腺素極其相似，用一般電化學(xué)方法測定它們會產(chǎn)生不可抗拒的影響。開發(fā)出高選擇性(防止體內(nèi)共存物尤其是抗壞血酸對腎上腺素的干擾)測定腎上腺素的電化學(xué)傳感器成為該領(lǐng)域受到重視的課題。
有序介孔碳有獨特的組成與結(jié)構(gòu)，加之高的比表面積、有序的孔徑分布面，不但有利于傳質(zhì)，更易于主客體組裝，使每單位物質(zhì)有非常高的表面積和高濃度的活性點。其合成模板SBA-15非常便宜，很容易制得，并且與其他介孔材料(比如介孔硅)相比，有序介孔碳本身是很好的良導(dǎo)體，具有較好的導(dǎo)電性，使有序介孔碳成為一種很新穎的電極材料。將介孔材料與電化學(xué)相結(jié)合，研究生物活性物質(zhì)的電催化過程是一項非常有應(yīng)用前景的研究工作。這些優(yōu)點將極大地提高相關(guān)材料的性能，有望為介孔材料開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。由于有序介孔碳性質(zhì)十分穩(wěn)定，不溶于水及一般的有機溶劑，將其直接用于制備電化學(xué)傳感器十分困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決上述問題，提供一種同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器，包括玻碳電極，玻碳電極的表面涂覆有敏感膜，敏感膜由下法得到將有序介孔碳和陽離子交換聚合物Nafion加入蒸餾水中，使有序介孔碳的質(zhì)量百分數(shù)含量為0.05％、陽離子交換聚合物Nafion的質(zhì)量百分數(shù)含量為1％，然后超聲分散直至得到均一的有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液，將有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液涂覆在玻碳電極表面，低溫蒸發(fā)溶劑得到敏感膜。
Nafion是陽離子交換劑的典型代表。由于Nafion非常穩(wěn)定，不溶于水，而且在適當(dāng)條件下可溶于有機溶劑，因此能澆鑄在電極表面形成修飾膜。自Nafion首次被用為離子交換劑以來，研究進展很快，應(yīng)用也十分廣泛。Nafion是一種含電離基團的全氟化聚合物，其磺酸基伸出聚合物骨架之外，結(jié)構(gòu)式如下 由結(jié)構(gòu)式可見，在Nafion中分為憎水疇和親水疇兩個部分，前者相當(dāng)于聚四氟乙烯的氟碳骨架，后者相當(dāng)于離子化的磺酸基，它就是Nafion起離子交換作用的基團。Nafion化學(xué)穩(wěn)定性高，耐熱性好，而且對有機陽離子，特別是那些大的有機陽離子的交換選擇系數(shù)特別高。
本發(fā)明以陽離子交換聚合物Nafion為分散劑，可以很容易地將性質(zhì)十分穩(wěn)定的有序介孔碳分散在蒸餾水中，以該分散液涂覆在玻碳電極表面制得的敏感膜與玻碳電極構(gòu)成的電化學(xué)傳感器測定腎上腺素和抗壞血酸。有序介孔碳對腎上腺素和抗壞血酸的電氧化還原表現(xiàn)出良好的催化特性，使腎上腺素和抗壞血酸在本傳感器上的氧化峰完全分開，從而避免干擾，同時檢測。測定條件測定介質(zhì)0.1mol/L磷酸鹽緩沖溶液(pH4.1)。測定方法循環(huán)伏安法，電位掃描范圍-0.3-1.2V，掃描速度50mV/s。本發(fā)明的傳感器主要由碳電極組成，可以很好地與肌體相容。


圖1為同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為不同濃度腎上腺素和抗壞血酸存在下，本發(fā)明對腎上腺素和抗壞血酸的響應(yīng)圖；即抗壞血酸(曲線a為2×10-3mol/L，曲線b為4×10-3mol/L，曲線c為6×10-3mol/L)和腎上腺素(曲線a為2×10-4mol/L，曲線b為4×10-4mol/L，曲線c為6×10-4mol/L)在pH4。1磷酸緩沖溶液中的循環(huán)伏安圖。掃描速度50mV/s，由圖可知，腎上腺素和抗壞血酸在本傳感器上的氧化峰完全分開，可同時檢測腎上腺素和抗壞血酸。
圖3為不同濃度抗壞血酸存在下，本發(fā)明對腎上腺素的響應(yīng)圖；即5×10-4mol/L腎上腺素與不同濃度抗壞血酸(曲線a為1×10-3mol/L，曲線b為2×10-3mol/L，曲線c為3×10-3mol/L)存在下的循環(huán)伏安圖。從該圖中可知在腎上腺素存在下，本發(fā)明仍對抗壞血酸有選擇性的響應(yīng)。
圖4為不同濃度腎上腺素存在下，本發(fā)明對抗壞血酸的響應(yīng)圖；即2×10-3mol/L抗壞血酸與腎上腺素(曲線a為2×10-4mol/L，曲線b為4×10-4mol/L，曲線c為6×10-4mol/L)存在下的循環(huán)伏安圖。從該圖中可知在抗壞血酸存在下，本發(fā)明仍對腎上腺素有選擇性的響應(yīng)。
具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明的電化學(xué)傳感器包括玻碳電極1，玻碳電極1頂端為玻碳基底3、玻碳基底3與電極引線4連接，電極引線4外圍為絕緣層5，絕緣層5外為傳感器殼體。玻碳基底3表面涂覆有敏感膜2。
敏感膜2由下法獲得將有序介孔碳和陽離子交換聚合物Nafion(美國杜邦公司出品)加入蒸餾水中，使有序介孔碳的質(zhì)量百分數(shù)含量為0.05％、陽離子交換聚合物Nafion的質(zhì)量百分數(shù)含量為1％，然后超聲分散直至得到均一、淺黑色的有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液，將有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液涂覆在玻碳電極表面，低溫10-35℃蒸發(fā)溶劑得到敏感膜。
涂覆在玻碳電極表面的有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液的用量為5μL。
權(quán)利要求
1.一種同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器，包括玻碳電極，其特征是玻碳電極的表面涂覆有由有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液形成的敏感膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)傳感器，其特征是涂覆在玻碳電極表面的有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液的用量為5μL。
3.權(quán)利要求1所述的電化學(xué)傳感器的玻碳電極的表面有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液敏感膜的制備方法，其特征是將有序介孔碳和陽離子交換聚合物Nafion加入蒸餾水中，使有序介孔碳的質(zhì)量百分數(shù)含量為0.05％、陽離子交換聚合物Nafion的質(zhì)量百分數(shù)含量為1％，然后攪拌分散直至得到均一的有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液，將有序介孔碳-陽離子交換聚合物Nafion分散液涂覆在玻碳電極表面，低溫蒸發(fā)溶劑得到敏感膜。
全文摘要
本發(fā)明屬于電化學(xué)測試器件，具體涉及一種同時測定腎上腺素和抗壞血酸的電化學(xué)傳感器，包括玻碳電極，玻碳電極的表面涂覆有有序介孔碳－陽離子交換聚合物Nafion敏感膜，本發(fā)明以陽離子交換聚合物Nafion為分散劑，可以很容易地將性質(zhì)十分穩(wěn)定的有序介孔碳分散在水中，以該分散液涂覆在玻碳電極表面制得的敏感膜與玻碳電極構(gòu)成的電化學(xué)傳感器，同時測定腎上腺素和抗壞血酸。
文檔編號G01N33/74GK101059474SQ20071005570
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者郭黎平, 周明, 白靜 申請人:東北師范大學(xué)