CN101639457A - 丝网印刷电极在测定5-羟色胺中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及丝网印刷电极在测定5－羟色胺中的应用。本发明用丝网印刷电极测定5－羟色胺具有较高的灵敏度且成本较低。本发明所述丝网印刷电极，包括电极基片，基片上印制有碳电极、对电极和Ag/AgCl电极，各电极分别对应连接有一根电极引线。本发明制作上述碳电极的碳油墨中可以含有胶体金颗粒以提高电活性物质的响应灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及丝网印刷电极及在生物样品内5-羟色胺(5-HT)含量测定中的应用。
背景技术
5-羟色胺是人体内一种重要的神经传递物质，它参与许多生命疾病过程，研究表明抑郁症的发生与5-羟色胺水平有着密切关联。目前临床抑郁症的诊断，主要根据病人的病史和临床表现，通过量表或心理诊断完成，如汉密顿抑郁量表(HAMD)，其准确率不高，易误诊。寻找快速，准确的5-HT测定方法，能够实现临床快速检验，具有重要的医学意义。现行5-HT浓度测定方法主要为高效液相色谱法，方法繁琐、样本需求量大、耗时长，基本无法用于临床诊断。
电分析方法具有灵敏度高、选择性好，响应时间短等优点，被广泛应用于此类生命物质的直接检测。目前应用于5-羟色胺检测的电极已有许多，多为柱状微电极，成本高，多次使用后需要重新修饰，面临重现性问题。本发明中采用的丝网印刷电极批次制作，即用即抛，价格低廉，并且采样量少，与5-HT临床检测的要求非常吻合。
在人体血液和大脑等生物样品中，5-HT含量相对比较低，共存高浓度的抗坏血酸和尿酸等物质具有与其极其相近的电化学性质，在测定的过程中必然引起相应的干扰。所以开发出高灵敏度，高选择性的测定5-HT的电化学传感器成为人们亟待解决的问题。
胶体金也称金溶胶，是由金盐被还原成原金后形成的金颗粒悬液。胶体金颗粒由一个基础金核(原子金Au)及包围在外的双离子层构成，紧连在金核表面的是内层负离子(AuCl2 -)，外层离子层H+则分散在胶体间溶液中，以维持胶体金游离于溶胶间的悬液状态。胶体金具有高电子密度特性，能够加快电子的传递，提高电活性物质的响应灵敏度。本发明利用该特征，预提高该电极对5-HT的响应灵敏度。
Nafion是阳离子交换剂的典型代表。可以在适当条件下溶于有机溶剂，故而可以浇铸在电极表面形成一层稳定的修饰膜。对有机阳离子的选择性特别高。本发明使用该膜来除去尿酸和抗坏血酸的干扰。
发明内容
本发明就是针对上述问题提供丝网印刷电极在测定5-羟色胺中的应用，丝网印刷电极测定5-羟色胺具有较高的灵敏度且成本较低。
本发明提供的技术方案是：丝网印刷电极在测定5-羟色胺中的应用。
所述丝网印刷电极，包括电极基片，基片上印制有碳电极、对电极和Ag/AgCl电极，各电极分别对应连接有一根电极引线。
所述电极引线上覆盖有表面绝缘层。
制作上述碳电极的碳油墨中含有胶体金颗粒；碳电极表面涂覆有一层敏感膜。
上述敏感膜由下法得到：将0.01％～10％(g/ml)nafion溶液涂覆在碳电极表面，挥干溶剂得到敏感膜。
本发明用丝网印刷电极测定5-羟色胺具有较高的灵敏度且成本较低。
本发明涂覆在碳电极表面的nafion膜的用量优选为2～30μL。制作碳电极的每毫升碳油墨中含有0.01～100μg的胶体金颗粒。
胶体金颗粒由一个基础金核(原子金Au)及包围在外的双离子层构成，紧连在金核表面的是内层负离子(AuCl2-)，外层离子层H+则分散在胶体间溶液中，以维持胶体金游离于溶胶间的悬液状态。胶体金具有高电子密度特性，能够加快电子的传递，提高电活性物质的响应灵敏度。
Nafion是阳离子交换剂的典型代表。可以在适当条件下溶于有机溶剂，故而可以浇铸在电极表面形成一层稳定的修饰膜。对有机阳离子的选择性特别高。
本发明结合胶体金加快电子传递速度和nafion进行阳离子选择的特点制作的丝网印刷电极，测定5-HT浓度，不仅选择性和灵敏度高，并且在很高浓度的抗坏血酸和尿酸存在下，对5-HT有选择性响应。
附图说明
图1为本发明丝网印刷电极的结构示意图；
图2、3、4为本发明对小鼠全血样本中5-HT的选择性响应图；
图5为不同剂量利血平耗竭小鼠分别于0、2、3、5、9h血、脑中5-HT浓度及行为评分变化趋势相关性考察图；
其中a-血中5-HT浓度，b-脑中5-HT浓度，c-行为学评分值，图5中上图-0.25mg/kg利血平，中图-0.5mg/kg利血平，下图-2.0mg/kg利血平。图中左边y坐标轴c表示浓度，右边y坐标轴表示评分值。横坐标表示时间。
具体实施方式
参见图1，本发明的丝网印刷电极包括印制电极的基片6、一个碳电极4，一个参比电极3和一个对电极5，各电极对应连接有一根电极引线1；电极引线1上印制有外部绝缘层2。
待印制的电极烘干后，于碳电极表面涂覆一层敏感膜。
上述敏感膜可由下法得到：将0.01％～10％(g/ml)nafion液涂覆在碳电极表面，挥干溶剂得到敏感膜。
涂覆在碳电极表面的nafion膜的用量为2～30μL。
在一定的pH生理缓冲液中，抗坏血酸和尿酸存在的离子状态与5-HT正好相反。用nafion膜可以选择性地让多巴胺到达传感器的敏感单元，而抗坏血酸和尿酸被离子选择性膜排斥，不能到达敏感单元，而被排除干扰；这样可以获得更好的测定效果(如更高的选择性)。
本发明将胶体金对5-HT的电子催化性能和离子聚合物膜对5-HT的选择性富集作用有机结合起来，实现了5-HT的高灵敏高选择测定，检测限为5×10-8moll/L.测定条件：测定介质0.05mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.0)，富集时间为5分钟。测定方法：微分脉冲伏安法测定参数：脉冲振幅0.05V；脉冲时间40ms，电位增量为0.004V。
本发明通过以下实施例作进一步说明。
实施例1：首先选取PVC基片清洁并干燥耐热，然后印刷电极引线，接着烘干基片，用含胶体金颗粒的碳油墨印制碳电极和对电极并烘干(胶体金含量为每ml碳油墨含0.01μg胶体金)，印制Ag/AgCl电极并烘干，最后采用绝缘浆印制绝缘层并固化。取20μL 10％nafion液涂覆在碳电极表面，待溶剂挥干得到敏感膜。
实施例2：首先选取基片清洁并干燥耐热，然后印刷电极引线，接着烘干基片，用含胶体金颗粒的碳油墨印制碳电极和对电极并烘干，(胶体金含量为每ml碳油墨含100μg胶体金)印制Ag/AgCl电极并烘干，最后采用绝缘浆印制绝缘层并固化。取0.1μL 0.2％nafion液涂覆在碳电极表面，挥干溶剂得到敏感膜。
实施例3：首先选取基片清洁并干燥耐热，然后印刷电极引线，接着烘干基片，印制碳电极和对电极并烘干，印制Ag/AgCl电极并烘干，最后采用绝缘浆印制绝缘层并固化。
80只KM种小鼠，分成利血平高(2mg/kg)、中(0.5mg/kg)、低(0.25mg/kg)、空白四个组，每组20只。腹腔注射利血平注射液后，分别于0、2、3、5、9h于各笼中取4只小鼠，取血100μL，用0.05mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.0)稀释5倍，为待测液1。断头取大脑，用1ml 0.05mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.0)匀浆，测蛋白后以上述缓冲液调整体积，为待测液2。并且同时对其抑郁行为进行评分。
将实例1、2或3制作的电极插入待测液1中，采用微分脉冲伏安法测定(参数：脉冲振幅0.05V；脉冲时间40ms，电位增量为0.004V)以上模型小鼠血中5-HT含量。
将实例1、2或3制作的电极插入待测液2中，采用微分脉冲伏安法测定(参数：脉冲振幅0.05V；脉冲时间40ms，电位增量为0.004V)以上模型小鼠脑中5-HT含量。
分别测定血中及脑中5-HT的含量进一步证明5-HT在血脑中含量的相关性，对本发明进一步支持。
如图2，3，4分别为实例1，2，3制作的电极插入待测液1得到的DPV扫描图。实例3所得到的扫描图(图4)虽然存在一定的干扰，但是能够反映小鼠血中5-HT的浓度，而实例1(图2)，2(图3)经过修饰以后，得到的图形更加美观，去除干扰。
如图5所示，测定结果表明小鼠血中及脑中的5-HT在给予不同浓度的利血平以后，均随时间变化逐渐下降。小鼠评分也逐渐降低。小鼠血脑中5-HT的浓度和行为学评分呈紧密的相关性。
Claims (7)
1.丝网印刷电极在测定5-羟色胺中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述丝网印刷电极，包括电极基片，基片上印制有碳电极、对电极和Ag/AgCl电极，各电极分别对应连接有一根电极引线。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：电极引线上覆盖有表面绝缘层。
4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于：制作碳电极的碳油墨中含有胶体金颗粒；碳电极表面涂覆有一层敏感膜。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：敏感膜由下法得到：将0.01～10g/100ml的nafion溶液涂覆在碳电极表面，得到敏感膜。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：涂覆在碳电极表面的nafion膜的用量为2～30μL。
7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：制作碳电极的每毫升碳油墨中含有0.01～100μg的胶体金颗粒。
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