一種谷胱甘肽傳感器、其制備方法及在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種谷胱甘肽傳感器、其制備方法及在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)中的應(yīng)用。將碳纖維微盤電極橫截面打磨平滑，將打磨好的碳纖維微盤電極超聲清洗，然后將碳纖維微盤電極洗凈的橫截面浸入到0.3mg/mL～0.7mg/mL的氧化石墨烯溶液中10～20s，晾干；將碳纖維微盤電極所沾的氧化石墨烯電還原，電沉積電位在恒電位-0.7～-1.2V，電還原時(shí)間150～370s，所得電極即為谷胱甘肽傳感器。本發(fā)明傳感器電極的線性范圍寬，靈敏度高，響應(yīng)速度快，多巴胺、腎上腺素、半胱氨酸等實(shí)際樣品中可能存在的電活性物質(zhì)對(duì)谷胱甘肽的測(cè)定沒有干擾。
【專利說明】一種谷胱甘肽傳感器、其制備方法及在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，特別是一種谷胱甘肽傳感器、其制備方法及其在毛細(xì)管電泳安培測(cè)定谷胱甘肽滴眼液中谷胱甘肽含量的測(cè)定中的應(yīng)用，屬于電分析化學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)修飾電極是在導(dǎo)體或者是半導(dǎo)體電極上進(jìn)行各種修飾，從而賦予電極某種特殊的性質(zhì)，可以對(duì)某些物質(zhì)具有更靈敏的響應(yīng)信號(hào)，克服了未修飾電極在測(cè)定時(shí)容易出現(xiàn)的過電位偏高、噪音太大等缺點(diǎn)，在分析化學(xué)領(lǐng)域尤其是在生物傳感器的制備方面得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]常用的化學(xué)修飾電極有化學(xué)修飾碳糊微電極、金屬和非金屬的納米顆粒修飾微電極，表面分子膜修飾微電極、粉末微電極、酶電極等。石墨烯修飾電極是將石墨烯以吸附、蘸涂等方式將石墨烯附著到電極表面上，從而改善原電極的性質(zhì)，擴(kuò)大電極的應(yīng)用范圍。石墨烯修飾電極具有便攜、成本低、靈敏度高、穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn)，由于石墨烯電學(xué)性能優(yōu)異，導(dǎo)熱性能良好，而且擁有較大的比表面積，所以石墨烯修飾電極具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]谷胱甘肽是生物體和實(shí)際樣品中極為重要的一種物質(zhì)，近年來檢測(cè)谷胱甘肽含量的文獻(xiàn)已經(jīng)很多，但是他們大多數(shù)應(yīng)用的是金汞齊電極，該電極雖然對(duì)谷胱甘肽的選擇性較好，但是汞有很大的毒性，所以不利于該電極的應(yīng)用。
[0005]檢測(cè)谷胱甘肽的方法很多，如分光光度法，突光檢測(cè)，化學(xué)發(fā)光法，電化學(xué)分析法等，而且這些方法都已被成功用于毛細(xì)管電泳檢測(cè)谷胱甘肽。但這些檢測(cè)限高、靈敏度不高。如:Weng Q F，Jin W R.Carbon fiber bundle-Au-Hg dual-electrode detectionfor capillary electrophoresis[J].Journal of Chromatography A, 2002, 971:217 -223.該文獻(xiàn)中谷胱甘肽的檢測(cè)限為5.0 X 10-6mol/L。Wang W，Xin H, Shao H L, JinW R.Determination of glutathione in single human hepatocarcinoma cells bycapillary electrophoresis with electrochemical detection[J].Journal ofChromatography B, 2003, 789:425 - 429.該文獻(xiàn)中谷胱甘肽的檢測(cè)限為 1.7X l(T6mol/L。Jin W Rj Li X J，Gao N.Simultaneous Determination of Tryptophan and Glutathionein Individual Rat Hep atocytes by Capillary Zone Electrophoresis withElectrochemical Detection at a Carbon Fiber Bundle-Au/Hg Dual Electrode[J].Anal.Chem.2003，75:3859-3864.該文獻(xiàn)中谷胱甘肽的檢測(cè)限為 2.3X 10_6mol/L。Wang AB，Zhang L，Zhang S，F(xiàn)ang Y Z.Determination of thiols following their separationby CZE with amperome-tric detection at a carbon electrode [J].Journal ofPharmaceutical and Biomedical Analysis，2000，23:429 - 436.該文獻(xiàn)中谷胱甘妝的檢測(cè)限為 2.5X10—6mol/L。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種谷胱甘肽傳感器、其制備方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該種谷胱甘肽傳感器在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)中的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種谷胱甘肽傳感器的制備方法，包括步驟如下:
[0009](I)將碳纖維微盤電極橫截面打磨平滑，將打磨好的碳纖維微盤電極超聲清洗，然后將碳纖維微盤電極打磨的橫截面，浸入到0.3mg/mL?0.7mg/mL的氧化石墨烯溶液中IOs?20s,晾干；
[0010](2)將碳纖維微盤電極所沾的氧化石墨烯電還原，電還原電位在恒電位-0.7?-1.2V，電還原時(shí)間150?370s，所得電極即為谷胱甘肽傳感器。
[0011 ] 所述的打磨優(yōu)選金相砂紙打磨。
[0012]所述的超聲清洗為分別在二次水、無水乙醇、二次水中各超聲3_5min。
[0013]所述的電還原電位優(yōu)選為-0.9V，所述的電還原時(shí)間的優(yōu)選為200s。
[0014]上述方法制得的谷胱甘肽傳感器。
[0015]所述的谷胱甘肽傳感器作為檢測(cè)器在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)谷胱甘肽中的應(yīng)用。
[0016]本發(fā)明制得的傳感器表面有很多褶皺，這種結(jié)構(gòu)增大了該修飾電極的比表面積，從而使催化活性點(diǎn)大量增加，促進(jìn)了電子的轉(zhuǎn)移速率，提高了谷胱甘肽響應(yīng)的靈敏度(如圖1)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本發(fā)明傳感器電極對(duì)于谷胱甘肽在1.0X 10_6?6.0X 10_5mol/L內(nèi)線性關(guān)系良好，其線性相關(guān)系數(shù)為0.9990。在最佳條件下，該電極對(duì)于谷胱甘肽的檢測(cè)限為1.0X10_6mol/L，與其它谷胱甘肽的檢測(cè)技術(shù)相比，其檢測(cè)限較低。由此可見該電極的檢測(cè)限低、靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，將該電極作為毛細(xì)管電泳的檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)谷胱甘肽滴眼液中谷胱甘肽的定性、定量檢測(cè)。
[0017]實(shí)際樣品中常含有一些電活性物質(zhì)如腎上腺素(Ep)、多巴胺(DA)、抗壞血酸(AA)、半胱氨酸(L-Cys)、尿酸(UA)等，因此對(duì)包含這些可能存在的物質(zhì)進(jìn)行了干擾測(cè)定，配置含有谷胱甘肽(GSH)的Ep、DA、L-Cys、AA、UA的混合標(biāo)準(zhǔn)樣品，對(duì)此混合樣品進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，得到的電泳譜圖(如圖2)，它們的遷移時(shí)間和峰電流大小與谷胱甘肽的遷移時(shí)間和峰電流大小不同，電泳峰可以和谷胱甘肽的電泳峰得到良好地分離，因此不會(huì)影響到谷胱甘肽的檢測(cè)。
[0018]毛細(xì)管電泳電化學(xué)檢測(cè)可用于谷胱甘肽滴眼液中谷胱甘肽的定量、定性測(cè)定，將谷胱甘肽滴眼液過濾、稀釋、進(jìn)樣，三次標(biāo)準(zhǔn)加入法后得到了電泳譜圖(如圖3)，由遷移時(shí)間和出峰的峰面積可以對(duì)谷胱甘肽滴眼液的谷胱甘肽進(jìn)行定性和定量。通過計(jì)算可以得到谷胱甘肽滴眼液中谷胱甘肽的含量。毛細(xì)管在每次使用前都分別用0.lmol/L的NaOH溶液、二次水、25mmol/L的磷酸鹽緩沖液各清洗30min。將高壓電源的正極與毛細(xì)管的進(jìn)樣端一起插入盛有25mmol/L的磷酸鹽緩沖液的進(jìn)樣池中，毛細(xì)管的出口端用石蠟固定在檢測(cè)池上，工作電極固定在三維操作儀上，調(diào)節(jié)三維操作儀，在40X顯微鏡下使工作電極與分離毛細(xì)管的出口端對(duì)齊，進(jìn)樣池與高壓電源的負(fù)極相連，高壓電源與充滿緩沖液的毛細(xì)管形成回路，構(gòu)成毛細(xì)管區(qū)帶電泳的分離系統(tǒng)。打開電化學(xué)分析儀，連接參比電極和對(duì)電極，蓋上屏蔽箱，調(diào)節(jié)高壓電源至16kV，待基線平穩(wěn)后，調(diào)節(jié)高壓電源至5kV，進(jìn)樣1.0ymol/L的谷胱甘肽標(biāo)準(zhǔn)樣品10s，然后將高壓電源調(diào)回至16kV，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)并記錄電泳圖。我們將谷胱甘肽滴眼液混合均勻，用0.22 μ m的過濾器過濾。取15.4 μ L的濾液溶于1.0mL磷酸鹽緩沖溶液中，然后再稀釋100倍，安裝毛細(xì)管電泳系統(tǒng)，調(diào)節(jié)電化學(xué)分析儀的檢測(cè)電位為0.8V，調(diào)節(jié)高壓電源的分離電壓為16kV，5kV下進(jìn)樣10s，在毛細(xì)管電泳中進(jìn)行進(jìn)行分離，運(yùn)用該谷胱甘肽電極進(jìn)行檢測(cè)。運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)加入法，通過計(jì)算得眼藥水中谷胱甘肽的含量約為96.7%，計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)得的谷胱甘肽的回收率約為106.3%。得到的電泳譜圖如圖3。
[0019]本發(fā)明傳感器電極的線性范圍寬，靈敏度高，響應(yīng)速度快，多巴胺、腎上腺素、半胱氨酸等實(shí)際樣品中可能存在的電活性物質(zhì)對(duì)谷胱甘肽的測(cè)定沒有干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明傳感器電極的掃描電子顯微鏡圖。
[0021 ] 圖2為本發(fā)明干擾物質(zhì)混合樣的電泳譜圖。
[0022]圖3為本發(fā)明中在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)中運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)加入法所得的電泳譜圖。其中谷胱甘肽滴眼液稀釋后的進(jìn)樣圖為1，外加法三次所得電泳圖分別為2、3、4。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例1谷胱甘肽傳感器的制備
[0025]在進(jìn)行化學(xué)修飾之前，碳纖維電極的表面必須處理干凈，具體方法是，將其在金相砂紙上仔細(xì)打磨，使電極表面平整，然后依次在二次水、乙醇、二次水中各超聲5min，在室溫下晾干。氧化石墨烯溶液每次試驗(yàn)前，先置于超聲清洗儀中超聲分散30min。為制取氧化石墨烯修飾碳纖維電極，我們將碳纖維電極的橫截面浸于氧化石墨烯溶液中15s，要避免碳纖維電極浸入氧化石墨烯溶液中太深，以免使電極活性表面擴(kuò)大。取出電極，室溫下晾干。然后將晾干的氧化石墨烯修飾電極放入含有PH7.0的0.lmol/L的磷酸鹽緩沖溶液中，在-0.9V電壓下電沉積250s。取出后，用二次水沖洗干凈，自然晾干，即制得了谷胱甘肽傳感器.[0026]實(shí)施例2
[0027]在進(jìn)行化學(xué)修飾之前，碳纖維電極的表面必須處理干凈，具體方法是，將其在金相砂紙上仔細(xì)打磨，使電極表面平整，然后依次在二次水、乙醇、二次水中各超聲3min，在室溫下晾干。氧化石墨烯溶液每次試驗(yàn)前，先置于超聲清洗儀中超聲分散30min。為制取氧化石墨烯修飾碳纖維電極，我們將碳纖維電極的橫截面浸于氧化石墨烯溶液中20s，要避免碳纖維電極浸入氧化石墨烯溶液中太深，以免使電極活性表面擴(kuò)大。取出電極，室溫下晾干。然后將晾干的氧化石墨烯修飾電極放入含有PH7.0的0.lmol/L的磷酸鹽緩沖溶液中，在-1.1V電壓下電沉積200s。取出后，用二次水沖洗干凈，自然晾干，即制得了谷胱甘肽傳感器。
[0028]實(shí)施例3
[0029]在進(jìn)行化學(xué)修飾之前，碳纖維電極的表面必須處理干凈，具體方法是，將其在金相砂紙上仔細(xì)打磨，使電極表面平整，然后依次在二次水、乙醇、二次水中各超聲3min，在室溫下晾干。氧化石墨烯溶液每次試驗(yàn)前，先置于超聲清洗儀中超聲分散20min。為制取氧化石墨烯修飾碳纖維電極，我們將碳纖維電極的橫截面浸于氧化石墨烯溶液中18s，要避免碳纖維電極浸入氧化石墨烯溶液中太深，以免使電極活性表面擴(kuò)大。取出電極，室溫下晾干。然后將晾干的氧化石墨烯修飾電極放入含有PH7.0的0.lmol/L的磷酸鹽緩沖溶液中，在-0.8V電壓下電沉積300s。取出后，用二次水沖洗干凈，自然晾干，即制得了谷胱甘肽傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種谷胱甘肽傳感器的制備方法，其特征是，包括步驟如下: (1)將碳纖維微盤電極橫截面打磨平滑，將打磨好的碳纖維微盤電極超聲清洗，然后將碳纖維微盤電極打磨的橫截面浸入到0.3mg/mL?0.7mg/mL的氧化石墨烯溶液中IOs?20s,晾干； (2)將碳纖維微盤電極所沾的氧化石墨烯電還原，電還原電位在-0.7?-1.2V，電還原時(shí)間為150?370s，所得電極即為谷胱甘肽傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種谷胱甘肽傳感器的制備方法，其特征是，所述的超聲清洗為分別在二次水、無水乙醇、二次水中各超聲3-5min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種谷胱甘肽傳感器的制備方法，其特征是，所述的電還原電位選為-0.9V，電還原時(shí)間選為200s。
4.權(quán)利要求1所述的方法制得的谷胱甘肽傳感器。
5.權(quán)利要求4所述的谷胱甘肽傳感器作為檢測(cè)器在毛細(xì)管電泳安培檢測(cè)谷胱甘肽中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】G01N27/447GK103808787SQ201410084372
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王曉蕾, 王軍, 劉冬菊, 趙滿 申請(qǐng)人:山東師范大學(xué)