CN103217462A - 检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器及其制备方法。该传感器为三电极体系传感器，其中对电极是铂电极，参比电极是银/氯化银电极，工作电极为碳粉电极，其特征在于所述的碳糊电极上修饰有DNA纤维。本发明利用利用DNA分子的敏感性，以及与被检测分子的良好吸附性，结合电化学检测灵敏、方便的优势，对对乙酰氨基酚进行了快速、灵敏的检测。对于其他一些与碱基有较强结合力的分子，理论上也可以通过这种方法进行检测，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型电化学药物传感器及其制备方法，特别是一种检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器及其制备方法。
发明背景
对乙酰氨基酚是感冒灵颗粒中的一个主要成分，分子式C8H9NO2，通常为白色结晶性粉末，为解热镇痛药的有效成分，具有解热镇痛功效，用于感冒引起的头痛、发热、鼻塞流涕、咽痛等。在我国，含对乙酰氨基酚制剂的产量和消耗量巨大，医生和患者对不同药品的成分了解不多，易造成重复或过量使用，也可因误食而中毒。有研究表明对乙酰氨基酚在过量或某些特殊情况下(如饮酒、饥饿、合用某些药物等)可造成人体或实验动物的严重肝脏损害，甚至死亡。在另一份临床急诊中毒分析中发现数例对乙酰氨基酚意外服用过量和自杀中毒者。由此可见，对于对乙酰氨基酚的检测十分重要。现行药品标准采用永停滴定法测定对乙酰氨基酚的含量，该法操作复杂且有其他成分干扰，致使测定终点难以观察，影响含量测定的结果。目前，检测对乙酰氨基酚的方法主要有气相色谱法、紫外分光光度法、薄层层析法等，但上述方法仍然比较费时。因此，发明一种简单、快速的对乙酰氨基酚检测方法显得非常迫切。
电化学药物传感器是一类以电极作为信号转换器，以电位或电流加以测量的药物传感器，主要由药物分子识别和信息转换部件两部分组合构成。电化学体系借助电极实现电能的输入或输出，从而获得电极表面修饰物质的电信号，常用的为三电极体系。三电极体系包括工作电极、辅助电极（也称对电极）和参比电极，其中的对电极是铂电极，参比电极是银/氯化银电极，工作电极为碳糊电极，电流流经工作电极和对电极。工作电极所测得的电位是相对于参比电极而言。电化学方法作为一类分析检测方法，具有设备低廉、灵敏度高、简便快捷等优点。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器。
本发明的目的之二在于提供该传感器的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下机理：利用DNA分子的敏感性，以及与被检测分子的良好的吸附性，当有被检测物存在时，会与电极里的DNA相互作用进而吸附到电极上，通过观察电子转移过程，得到氧化还原峰，通过分析软件的分析，得到被检测物的数据。
根据上述机理，本发明采用如下技术方案：
一种检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器，为三电极体系传感器，其中对电极是铂电极，参比电极是银/氯化银电极，工作电极为碳糊电极，其特征在于所述的碳糊电极是由石墨粉、DNA纤维和石蜡油按1：1～1.5：1～1.25的质量比混合均匀后制成的；所述的DNA纤维为双链小牛胸腺DNA纤维。
一种制备上述的检测对乙酰氨基酚的药物传感器的方法，其特征在于制备该传感器的工作电极，具体步骤为：
a 取适合大小的塑料管洗净吹干后放置待用；
b 先DNA纤维和石墨粉充分昏很均匀后，再加入石蜡油充分研磨均匀，形成碳糊；将该碳糊的一部分填入步骤a所得塑料管中压紧，再插入一个铜导线，再将剩余的碳糊填入塑料管和导线一起压紧密封，即得到碳糊电极；
c 将步骤b所得碳糊电极在PH=7.4的磷酸盐缓冲液中从电位0V到1.5V用循环伏安法扫描，直到曲线趋于稳定，吹干，同对电极和参比电极一起组成检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器。
上述的缓冲液为含有0.15 M NaCl，pH为7.4的磷酸盐缓冲液。
一种检测对乙酰氨基酚的方法，采用上述的检测对乙酰氨基酚的药物传感器，其特征在于该方法的具体步骤为：将药物传感器中的工作电极碳糊电极浸没在10mL含有待测物的缓冲液中，控制从电位0V到0.8V用循环伏安法扫描一次，扫描速率为50 mM/s；所述的所述的缓冲液为含有0.15 M NaCl，pH为7.4的磷酸盐缓冲液，待测物在缓冲液中的浓度依次为4 μM～52 μM。
本发明构建了一种检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器，利用DNA分子的敏感性，以及与被检测分子的良好吸附性，结合电化学检测灵敏、方便的优势，对对乙酰氨基酚进行了快速、灵敏的检测。对于其他一些与碱基有较强结合力的分子，理论上也可以通过这种方法进行检测，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为在10 mM磷酸盐缓冲液中，修饰和没有修饰DNA纤维的碳糊电极的循环伏安图。
图2为修饰了DNA纤维的电极在不同pH值的缓冲液中所得到的对应的峰电流的值。
图3为在10 mM磷酸盐缓冲液中，碳粉电极检测不同浓度对乙酰氨基酚（从a到h分别为0 M、4 μM、12 μM、20 μM、28 μM、36 μM、44 μM、52 μM）的循环伏安图。其中插入图为对乙酰氨基酚浓度与峰电流之间的关系曲线。
具体实施方法
实施例一：修饰DNA纤维的碳粉电极的制备
取一根一毫升规格的注射器，用刀去除两端，在砂纸上打磨光滑，乙醇和清水清洗干净，超声20 min。将超声完的塑料管洗净吹干，放置待用。将注射器的推棒一段削平洗净待用。按照一定的质量比分别称取DNA纤维、石墨粉、石蜡油，先将粉末固体都倒入到一个50 mL的离心管中，放在振荡器上充分振匀，再将它们和油都放入事先洗净的研钵中充分研磨均匀。将研磨均匀的碳糊的一部分填入塑料管的一段，用注射器的推棒将碳糊压紧，插入一个铜导线，再将剩余的碳糊填入塑料管和导线一起用力压紧。用胶带封住铜线和推棒，防止脱落。将制备好的碳糊电极在称量纸上打磨平滑，放置过夜。工作电极在实验前需要进行预先处理，即先在磷酸盐缓冲液（10 Mm, 0.15 NaCl, pH 7.4）中从电位0V到1.5V用循环伏安法扫描，直到曲线趋于稳定，将电极吹干，得到修饰有DNA纤维的碳糊电极。
实施例二：检测对乙酰氨基酚的流程
将药物传感器中的工作电极碳糊电极浸没在10mL含有待测物的缓冲液中，控制从电位0V到0.8V用循环伏安法扫描一次，扫描速率为50 mM/s，以此来检查样品中的电子活动情况。待测液为含有一定浓度对乙酰氨基酚、0.15 M NaCl的10mM磷酸盐缓冲液。
如图1所示，当碳粉电极中不修饰DNA纤维的情况下，电极吸附的对乙酰氨基酚较少，样本显示的氧化峰约0.65V；而当碳糊电极修饰了DNA纤维的情况下，电极吸附的对乙酰氨基酚增多，样品氧化峰变大，并且峰电位负移，这说明DNA纤维增加了电子传递，含有DNA纤维的碳粉电极比修饰的碳糊电极更灵敏。
实施例三：对乙酰氨基酚检测条件的优化
为了能够更灵敏的检测对乙酰氨基酚，我们对检测的条件进行了优化，研究了pH值对被检测物峰电流的影响。
将制作好的修饰有DNA的碳糊电极浸泡到含有相同浓度对乙酰氨基酚的不同pH的缓冲液中，采用循环伏安法进行电化学检测。如图2，当pH为7.4时，被检测物所对应的峰电流最大，这说明最适宜pH值为7.4。
实施例四：不同浓度对乙酰氨基酚的检测
将制作好的修饰有DNA的碳粉电极浸泡在不同浓度对乙酰氨基酚（0 M、4 μM、12 μM、20 μM、28 μM、36 μM、44 μM、52 μM）缓冲液中，采用循环伏安法进行电化学检测。
如图3所示，随着对乙酰氨基酚浓度的增大，循环伏安法所得到的电化学信号逐渐增大，这是因为随着对乙酰氨基酚浓度的增大，吸附到电极表面的被测物的量增多，进而所对应的峰电流变大。图3的插入图显示，对乙酰氨基酚的浓度与循环伏安法的峰电流呈现良好的线性关系，可以作为对乙酰氨基酚检测的依据。
以上结果表明，修饰有DNA纤维的碳粉电极可以用于对乙酰氨基酚的定量检测，实验操作方便，检测结果灵敏。同样的原理可以推广到其他与碱基具有较强结合的药物检测中，应用前景广泛。
Claims (4)
1.一种检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器，为三电极体系传感器，其中对电极是铂电极，参比电极是银/氯化银电极，工作电极为碳糊电极，其特征在于所述的碳糊电极是由石墨粉、DNA纤维和石蜡油按1：1～1.5：1～1.25的质量比混合均匀后制成的；所述的DNA纤维为双链小牛胸腺DNA纤维。
2.一种制备根据权利要求1所述的检测对乙酰氨基酚的药物传感器的方法，其特征在于制备该传感器的工作电极，具体步骤为：
a.取适合大小的塑料管洗净吹干后放置待用；
b 先DNA纤维和石墨粉充分昏很均匀后，再加入石蜡油充分研磨均匀，形成碳糊；将该碳糊的一部分填入步骤a所得塑料管中压紧，再插入一个铜导线，再将剩余的碳糊填入塑料管和导线一起压紧密封，即得到碳糊电极；
c 将步骤b所得碳糊电极在PH=7.4的磷酸盐缓冲液中从电位0V到1.5V用循环伏安法扫描，直到曲线趋于稳定，吹干，同对电极和参比电极一起组成检测对乙酰氨基酚的电化学药物传感器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的缓冲液为含有0.15 M NaCl，pH为7.4的磷酸盐缓冲液。
4.一种检测对乙酰氨基酚的方法，采用根据权利要求1所述的检测对乙酰氨基酚的药物传感器，其特征在于该方法的具体步骤为：将药物传感器中的工作电极碳糊电极浸没在10mL含有待测物的缓冲液中，控制从电位0V到0.8V用循环伏安法扫描一次，扫描速率为50 mM/s；所述的所述的缓冲液为含有0.15 M NaCl，pH为7.4的磷酸盐缓冲液，待测物在缓冲液中的浓度依次为4 μM～52 μM。
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