一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池及其方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池及其方法，電解池包括上部分和下部分，上部分包括倒圓臺(tái)狀池體和帶孔的池蓋，下部分包括圓柱形池底，池底底部中間凹孔內(nèi)裝有強(qiáng)磁性磁鐵，上部分和下部分通過(guò)卡位和螺絲固定鎖緊，上部分和下部分的連接處設(shè)置有橡膠墊，電解池中池體為聚四氟乙烯。在緩沖體系下，用活化劑引發(fā)待測(cè)多巴胺溶液與磁性微球發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在電解池所加磁場(chǎng)下富集于印刷碳電極表面，通過(guò)微分脈沖伏安法檢測(cè)出峰電流，由峰電流與標(biāo)樣濃度建立的線性關(guān)系，由所建立的線性關(guān)系得出待測(cè)樣品濃度。本發(fā)明利用磁性微球在電解池外加磁場(chǎng)作用下可產(chǎn)生磁性，做定向移動(dòng)富集于工作電極的表面以提高其檢測(cè)的靈敏度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于檢測(cè)多巴胺的電解池及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電化學(xué)領(lǐng)域的檢測(cè)裝備及其檢測(cè)方法，更具體涉及一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多巴胺是存在于哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的兒茶酚胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)，其量的改變可導(dǎo)致一些重要疾病如精神分裂癥和帕金森氏癥。目前用電化學(xué)方法測(cè)定多巴胺時(shí)，由于多巴胺在固體電極上的過(guò)電位高，電極反應(yīng)緩慢，且其電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物易吸附于電極表面，導(dǎo)致了電極表面鈍化，檢測(cè)靈敏度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池，包括池體及放置于池體中的工作電極、對(duì)電極和參比電極，池體包括池蓋、溶液池和池底，池蓋帶孔，溶液池為倒圓臺(tái)狀，池底為圓柱形，池底底部中間設(shè)有凹孔，凹孔內(nèi)裝有磁鐵，磁鐵下端設(shè)有彈簧，工作電極橫設(shè)于溶液池和池底連接處，工作電極的工作部分面向溶液池，對(duì)電極和參比電極由池蓋的孔中插入，對(duì)電極和參比電極的工作部分進(jìn)入溶液池中。
[0004]在一些實(shí)施方式中，溶液池和池底通過(guò)螺絲緊固，溶液池和池底連接處設(shè)有橡膠墊。
[0005]在一些實(shí)施方式中，溶液池、池蓋和池底采用聚四氟乙烯材質(zhì)，電解池的底部用鋼板包覆。
[0006]在一些實(shí)施方式中，工作電極選用印刷碳電極，印刷碳電極的碳糊區(qū)為圓形，對(duì)電極選用鉬絲電極，參比電極選用汞電極。
[0007]—種用于檢測(cè)多巴胺的檢測(cè)方法，包括:在緩沖體系下，用活化后的磁性微球與多巴胺溶液發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)物在電解池所加磁場(chǎng)下富集于工作電極表面，通過(guò)微分脈沖伏安法檢測(cè)出峰電流，由峰電流與標(biāo)樣濃度建立線性關(guān)系，由所建立的線性關(guān)系得出待測(cè)樣品濃度。
[0008]在一些實(shí)施方式中，工作電極選用印刷碳電極。
[0009]在一些實(shí)施方式中，緩沖體系選用醋酸-醋酸鈉緩沖液。
[0010]在一些實(shí)施方式中，活化過(guò)程中用到的活化劑為碳二亞胺。
[0011 ] 本發(fā)明將多巴胺與磁性微球偶聯(lián)后，在電解池外加磁場(chǎng)條件下用印刷碳電極富集檢測(cè)，印刷碳電極的碳糊區(qū)為圓形，使得偶聯(lián)產(chǎn)物的富集區(qū)域較大，且磁性微球具有較大的比表面，因而可攜帶高密度功能基團(tuán)并能高度分散于溶液中的特性，在外加磁場(chǎng)作用下軟磁性高分子微球可產(chǎn)生磁性，做定向移動(dòng)富集于電極的表面以提高其檢測(cè)的靈敏度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池的結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2是本發(fā)明一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池及其檢測(cè)方法的一實(shí)施方式的微分脈沖伏安圖；
[0014]圖3是本發(fā)明偶聯(lián)反應(yīng)5分鐘、10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘和50分鐘后的時(shí)間_電流圖；
[0015]圖4 是本發(fā)明的多巴胺濃度分別為 lXl(T7mol/L、2.5Xl(T7mol/L、5Xl(T7mol/L、7.5X10-7mol/L、10Xl(r7mol/L時(shí)繪制成的濃度-電流圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例一
[0017]如圖1所示，一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池，包括池體I及放置于池體中的工作電極2、對(duì)電極3和參比電極4。池體I包括池蓋11、溶液池12和池底13。池蓋11帶圓孔，溶液池12為倒圓臺(tái)狀，池底13為圓柱形。池底13底部中間設(shè)有凹孔，凹孔內(nèi)裝有磁鐵131，磁鐵131下端設(shè)有彈簧132。工作電極2橫設(shè)于溶液池12和池底13連接處，工作電極2的工作部分面向溶液池12。對(duì)電極3和參比電極4由池蓋11的圓孔中插入，對(duì)電極3和參比電極4的工作部分進(jìn)入溶液池中。溶液池12和池底13通過(guò)螺絲緊固，溶液池12和池底13連接處設(shè)有橡膠墊5。電解池中溶液池12、池蓋11和池底13的材質(zhì)為聚四氟乙烯。電解池的底部用鋼板6包覆。工作電極2選用印刷碳電極，印刷碳電極的碳糊區(qū)為圓形，參比電極4選用汞電極，對(duì)電極3選用鉬絲電極。
[0018]首先將溶液池用質(zhì)量濃度為90%的乙醇水溶液超聲清洗30分鐘，再超純水清洗后在80°C下烘干備用。將工作電極正面朝上插入溶液池12和池底13的連接處，并調(diào)整工作電極2位置使工作部分完全從池底13露出，鎖緊螺絲；最后，將待測(cè)多巴胺溶液倒入溶液池12中，將對(duì)電極3和參比電極4由池蓋11的圓孔中放入,使對(duì)電極3和參比電極4的工作區(qū)域進(jìn)入溶液池12中。連上電化學(xué)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。
[0019]羧基磁性微球的活化:量取50uL羧基磁性微球乳液個(gè)含量5~20g / L，表面羧基量≥0.25mmol/g，平均粒徑60nm)于試管中，加入5mL醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(PH=4.6)稀釋搖勻后，加入0.05mL濃度為100mg/L的1_ (3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽活化，30分鐘后用超純水洗凈磁力吸附活化產(chǎn)物，棄去上清液，再分別用2mL醋酸緩沖溶液(pH=3.6)洗滌3次，最后在試管中加入5mL醋酸緩沖溶液(pH=3.6)。
[0020]取IOuL濃度為5mmol/L多巴胺鹽酸溶液用醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH=3.6)在50mL的容量瓶中定容稀釋為Ippm后。將5mL活化后的羧基磁性微球溶液和5mL濃度為Ippm的多巴胺溶液偶聯(lián)反應(yīng)50分鐘后，將磁性微球進(jìn)行磁分離，用去離子水洗滌3次，然后將偶聯(lián)后的磁性微球轉(zhuǎn)移到電解池中，以IOmL濃度為0.05mol/L的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH=3.6)為電解液，在電解池的磁鐵131的外加磁場(chǎng)下偶聯(lián)后的磁性微球快速吸附到印刷電極表面，隨后放入汞電極和鉬絲電極進(jìn)行微分脈沖伏安法進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定參數(shù):初始電位為-0.1V，最終電位0.7V，掃描速度為4mV/s，脈沖幅度為50mV，采樣時(shí)間為20秒，脈沖寬度為60毫秒，脈沖周期為2000毫秒，靜止時(shí)間為2秒。
[0021]常規(guī)微分脈沖伏安法試驗(yàn):取IOuL濃度為5mmol/L多巴胺鹽酸溶液用0.05mol/L醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH=3.6)在50mL的容量瓶中定容稀釋為Ippm后，倒入IOOmL小燒杯中。將印刷碳電極、汞電極和鉬絲電極放入溶液中進(jìn)行微分脈沖伏安法測(cè)定。測(cè)定參數(shù):氮?dú)獬掷m(xù)通入5分鐘來(lái)除氧，初始電位為-0.1V，最終電位0.7V，掃描速度為4mV/s，脈沖幅度為50mV,采樣時(shí)間為20秒,脈沖寬度為60毫秒,脈沖周期為2000毫秒,靜止時(shí)間為2秒。
[0022]如圖2所示，直接測(cè)定多巴胺的峰電流=1.158X10_6A，偶聯(lián)后磁場(chǎng)測(cè)定多巴胺的峰電流=1.069X 10-5Α。在外加磁場(chǎng)下偶聯(lián)產(chǎn)物富集于電極表面，使得氧化峰電流放大了
9.2倍，峰電位負(fù)移，提高了電極反應(yīng)的靈敏性。
[0023]實(shí)施例二
[0024]取IOuL濃度為5mmol/L多巴胺鹽酸溶液用醋酸緩沖溶液(ρΗ=3.6)在50mL的容量瓶中定容稀釋為Ippm后。將5mL活化后的磁性微球溶液和5mL濃度為Ippm的多巴胺溶液偶聯(lián)反應(yīng)5分鐘后，將磁性微球進(jìn)行磁分離，用去離子水洗滌3次，然后將微球轉(zhuǎn)移到本發(fā)明的電解池中，以0.05mol/L的醋酸醋酸鈉緩沖溶液(pH=3.6) IOml為電解液，在電解池的外加磁場(chǎng)下偶聯(lián)后的磁性微球快速吸附到印刷電極表面，隨后放入汞電極和鉬絲電極進(jìn)行微分脈沖伏安法進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定參數(shù):初始電位為-0.1V，最終電位0.7V，掃描速度為4mV/s，脈沖幅度為50mV，采樣時(shí)間為20秒，脈沖寬度為60毫秒，脈沖周期為2000毫秒，靜止時(shí)間為2秒。在各參數(shù)不變的情況下，改變偶聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間分別為10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘和50分鐘進(jìn)行反應(yīng)。
[0025]如圖3所示，圖3給出了偶聯(lián)反應(yīng)5分鐘、10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘和50分鐘后的時(shí)間-電流圖，由圖3可以看出，偶聯(lián)反應(yīng)30分鐘，氧化峰電流達(dá)到穩(wěn)定。
[0026]取IOuL濃度為5mmol/L多巴胺鹽酸溶液用醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH=3.6)在稀釋為0.5X 10_7mol/L的濃度后。將活化后的5mL磁性微球溶液依次和濃度為0.5 X IO^mol/L的多巴胺溶液偶聯(lián)反應(yīng)30分鐘后，將磁性微球進(jìn)行磁分離，用去離子水洗滌3次，然后將微球轉(zhuǎn)移到電解池中，以0.05mol/L的醋酸一醋酸鈉緩沖溶液(pH=3.6) IOmL為電解液，在電解池的外加磁場(chǎng)下偶聯(lián)后的磁性微球快速吸附到印刷電極表面，隨后放入汞電極和鉬絲電極進(jìn)行微分脈沖伏安法進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定參數(shù):初始電位為-0.1V，最終電位0.7V，掃描速度為4mV/s，脈沖幅度為50mV，采樣時(shí)間為20秒，脈沖寬度為60毫秒，脈沖周期為2000毫秒，靜止時(shí)間為2秒。
[0027]在各參數(shù)不變的情況下，改變多巴胺濃度分別為lX10_7mol/L、2.5X10_7mol/L、5Xl(T7mol/L、7.5Xl(T7mol/L 和 10Xl(T7mol/L 進(jìn)行反應(yīng)。
[0028]圖4 為多巴胺濃度分別為 lX10_7mol/L、2.5X10_7mol/L、5X10_7mol/L、
`7.5X10_7mol/L、10X10_7mol/L時(shí)繪制成的濃度_電流圖，多巴胺濃度在0.5X10_7mol/LlOX 10_7mol/L范圍內(nèi)和偶聯(lián)產(chǎn)物氧化峰電流有很好的線性關(guān)系，由圖4得出線性方程為:1ρ=0.992XC^eis+0.313，相關(guān)系數(shù) R2 為 0.989，最低檢測(cè)限為 0.5Xl(Tmol/L。由圖 4的線性關(guān)系即可由偶聯(lián)后磁場(chǎng)測(cè)定多巴胺的峰電流的數(shù)值得出待測(cè)多巴胺溶液的濃度。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池，其中，包括池體及放置于池體中的工作電極、對(duì)電極和參比電極，所述池體包括池蓋、溶液池和池底，所述池蓋帶孔，所述溶液池為倒圓臺(tái)狀，所述池底為圓柱形，所述池底底部中間設(shè)有凹孔，所述凹孔內(nèi)裝有磁鐵，所述磁鐵下端設(shè)有彈簧，所述工作電極橫設(shè)于所述溶液池和池底連接處，所述工作電極的工作部分面向溶液池，所述對(duì)電極和參比電極由池蓋的孔中插入，所述對(duì)電極和參比電極的工作部分進(jìn)入溶液池中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池，其中，所述溶液池和池底通過(guò)螺絲緊固，所述溶液池和池底連接處設(shè)有橡膠墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池，其中，所述溶液池、池蓋和池底采用聚四氟乙烯材質(zhì)，所述電解池的底部用鋼板包覆。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于檢測(cè)多巴胺的電解池，其中，所述工作電極選用印刷碳電極，所述印刷碳電極的碳糊區(qū)為圓形，所述對(duì)電極選用鉬絲電極，所述參比電極選用汞電極。
5.應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的電解池的檢測(cè)多巴胺的方法，包括:在緩沖體系下，用活化后的磁性微球與多巴胺溶液發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)物在電解池所加磁場(chǎng)下富集于工作電極表面，通過(guò)微分脈沖伏安法檢測(cè)出峰電流，由峰電流與標(biāo)樣濃度建立線性關(guān)系，由所建立的線性關(guān)系得出待測(cè)樣品濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種檢測(cè)多巴胺的方法，其中，所述工作電極選用印刷碳電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種檢測(cè)多巴胺的方法，其中，所述緩沖體系選用醋酸-醋酸鈉緩沖液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種檢測(cè)多巴胺的方法，其中，所述活化過(guò)程中用到的活化劑為碳二亞胺。
【文檔編號(hào)】G01N27/28GK103675054SQ201210361734
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】方建輝 申請(qǐng)人:方建輝