CN103592351A

CN103592351A - 一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103592351A
Application number: CN201310601223.9A
Authority: CN
Inventors: 王海波; 张红定; 黄克靖; 刘彦明
Original assignee: Xinyang Normal University
Current assignee: Xinyang Normal University
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2033-11-25
Also published as: CN103592351B

Abstract

本发明公开了一种多巴胺－黑色素纳米微球修饰的电化学传感器，它主要特征为在玻碳电极表面涂有多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜。其制法为将多巴胺－黑色素纳米微球加入蒸馏水中并超声分散均匀，得到多巴胺－黑色素纳米微球分散液，然后将多巴胺－黑色素纳米微球分散液涂覆到玻碳电极表面，氮气干燥既得所需电化学传感器。本发明电化学传感器的制备材料为全固态的、不含对人体有毒的。污染环境的无机纳米材料，制备方法简单、快速、成本低。制备的电化学传感器具有稳定性好、灵敏度高、重现性好等优点。利用该传感器可实现扑热息痛的高灵敏测定，检出限可达到2×10^-8mol/L。

Description

一种多巴胺-黑色素纳米微球电化学传感器及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料科学领域和分析化学领域，具体为一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器及其制备方法与应用。

背景技术

扑热息痛，化学名称为对乙酰氨基苯酚（Acetaminophen, AC），商品名称有百服宁、必理通、泰诺、醋氨酚等。它是最常用的非抗炎解热镇痛药，解热作用与阿司匹林相似，镇痛作用较弱，无抗炎抗风湿作用，是乙酰苯胺类药物中最好的品种。特别适合于不能应用羧酸类药物的病人。因其对胃肠道刺激作用缓和持久，安全有效，故临床上应用较为广泛，主要用于感冒发烧、牙痛、关节痛、神经痛及偏头痛、癌性痛及手术后止痛等。但是过量使用扑热息痛会导致有毒代谢产物的累积，会使肾脏和肝脏受到严重甚至致命性的损害。因此发展快速、简单、灵敏的分析方法用于扑热息痛的测定具有重要意义。

目前，检测扑热息痛的方法主要有滴定法、分光光度法、高效液相色谱法、毛细管电泳、化学发光法等。但是这些方法不但费时费力，操作繁琐，而且需要复杂昂贵的仪器和专职人员进行操作。因此开发低成本、操作简单、灵敏高的分析方法用于扑热息痛测定显得非常必要。电化学传感技术具有仪器简单价廉、测定快速准确、方法灵敏、准确度高、选择性和重现性较好、稳定性和抗干扰能力强、样品不需经过预处理可直接测定等优点，具有广阔的应用前景。因此，开发简单、快速、高灵敏的检测扑热息痛的电化学方法具有重要意义。

黑色素是广泛存在于生物体中的生物聚合物，且具有独特的功能，主要包括：保护人体和动物免受紫外线的伤害、抗菌、温度调节、自由基猝灭和参与一些神经系统的活动。多巴胺-黑色素胶状纳米微球完全由自然生成的多巴胺-黑色素组成，其合成方法简单高效。多巴胺-黑色素胶状纳米微球与天然存在的黑色素在性质及结构方面有许多相似之处，对人体的毒副作用较小，因此已经成为治疗活体癌细胞的有效方法。其优异的性能及广阔的应用空间，正在引起研究人员的广泛关注，已经有文献报道，多巴胺-黑色素胶状纳米微球（Dpa-melanin CNSs）可作为有效的近红外光热治疗试剂用于人体内癌症的光热治疗，其在癌症的早期诊断和有效治疗方面具有重要作用。但对于多巴胺-黑色素胶状纳米微球的电化学性质研究几乎没有报道，因此基于多巴胺-黑色素胶状纳米微球的电化学生物传感器的研究具有重要的实际意义。

因此，制备多巴胺-黑色素胶状纳米微球，将其用于构建新型电化学传感器，用于扑热息痛的简单、快速、高灵敏检测，在制药和临床制剂等领域具有较好的应用前景。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能检测扑热息痛的高灵敏的全固态电化学传感器的制备方法，使用多巴胺-黑色素胶状纳米微球为电极敏感物质，是一种灵敏度高、选择性好、稳定性好的电化学传感器。

本发明的目的是这样实现的：

一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，包括玻碳电极及其表面涂有的敏感膜，玻碳电极基底表面涂有多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜。

所述的多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜的制备方法为：称取1～10 mg 的多巴胺－黑色素纳米微球固体超声均匀分散在10 mL的二次蒸馏水中。

所述的多巴胺－黑色素纳米微球的制备方法为：将2～4 mL氨水加入到90～100 mL二次蒸馏水中，再加入40 mL无水乙醇，再加入0.5～1 g盐酸多巴胺，30 ℃下搅拌反应24～30 h。反应产物离心，用二次蒸馏水洗涤3次，在真空下于80 ℃干燥24 h，制得多巴胺－黑色素纳米微球纳米材料。

所述的多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器其制备方法，包括以下步骤：

（1）玻碳电极预处理；

（2）将多巴胺－黑色素纳米微球溶入二次蒸馏水中经超声分散得到浓度为0.1～1 mg/mL的均匀分散液；

（3）将步骤（2）中得到的分散均匀的多巴胺－黑色素纳米微球滴涂到步骤（1）预处理过的玻碳电极表面，氮气流干燥得到多巴胺－黑色素纳米微球修饰玻碳电极。

步骤（1）中玻碳电极预处理过程为：用抛光粉对玻碳电极进行打磨，然后在无水乙醇和二次蒸馏水中进行超声清洗。

步骤（2）中多巴胺－黑色素纳米微球分散液的浓度为0.1～1 mg/mL，滴涂到玻碳电极表面的多巴胺－黑色素纳米微球分散液的体积为5～10微升。

传感器可用于扑热息痛的高灵敏检测，测定介质为0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 7.0）；采用差分脉冲伏安法（DPV），其测定参数为：脉冲振幅0.05 V，脉冲周期0.5 s，电位扫描范围：-0.1～0.9 V。

积极有益效果：

（1）制备材料为全固态的，不含对人体有毒的、污染环境的无机纳米材料；

（2）采用多巴胺－黑色素纳米微球作为敏感材料，可以获得高灵敏度的敏感膜，可以显著提高传感器的灵敏度和检出限；

（3）采用滴涂法直接将多巴胺－黑色素纳米微球分散液涂覆于玻碳电极表面制得敏感膜，实验操作简单，重现性好；

（4）制备的传感器稳定性好、灵敏度高、选择性好、便于携带、成本较低。

附图说明

图1为多巴胺－黑色素纳米微球合成前后的照片对照图；

图2为多巴胺－黑色素纳米微球的紫外－可见吸收光谱图；

图3为扑热息痛在不同修饰电极上的差分脉冲伏安图；

图中：a为盐酸多巴胺的照片、b为多巴胺－黑色素纳米微球的照片、a1为盐酸多巴胺、b1为多巴胺－黑色素纳米微球、a2为扑热息痛在裸玻碳电极上的差分脉冲伏安图，b2为扑热息痛在多巴胺－黑色素纳米微球修饰的玻碳电极上的差分脉冲伏安图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明：

（1）玻碳电极预处理；

实施例1

本发明多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，包括玻碳电极及其表面涂有的敏感膜，玻碳电极基底表面涂有多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜；

多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜由1mg 的多巴胺－黑色素纳米微球固体超声均匀分散在10 mL的二次蒸馏水中得到；

多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器制备方法：将多巴胺－黑色素纳米微球溶入二次蒸馏水中经超声分散得到浓度为0.1 mg/mL的均匀分散液，玻碳电极预处理后，将5微升的多巴胺－黑色素纳米微球分散液滴涂到其表面，氮气流干燥得到多巴胺－黑色素纳米微球修饰玻碳电极。

实施例2

多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜由5mg 的多巴胺－黑色素纳米微球固体超声均匀分散在10 mL的二次蒸馏水中得到；

多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器制备方法：将多巴胺－黑色素纳米微球溶入二次蒸馏水中经超声分散得到浓度为0.5 mg/mL的均匀分散液，玻碳电极预处理后，将8微升的多巴胺－黑色素纳米微球分散液滴涂到其表面，氮气流干燥得到多巴胺－黑色素纳米微球修饰玻碳电极。

实施例3

多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜由10 mg 的多巴胺－黑色素纳米微球固体超声均匀分散在10 mL的二次蒸馏水中得到；

多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器制备方法：将多巴胺－黑色素纳米微球溶入二次蒸馏水中经超声分散得到浓度为1 mg/mL的均匀分散液，玻碳电极预处理后，将10微升的多巴胺－黑色素纳米微球分散液滴涂到其表面，氮气流干燥得到多巴胺－黑色素纳米微球修饰玻碳电极。

实施例4

多巴胺－黑色素纳米微球的表征：图1为多巴胺－黑色素纳米微球合成前后的照片对照图，其中a1为盐酸多巴胺的照片，b1为多巴胺－黑色素纳米微球的照片从图可以看出，反应前溶液为溶液为无色透明的，多巴胺－黑色素纳米微球合成后，颜色变为棕黑色。图2为多巴胺－黑色素纳米微球的紫外－可见吸收光谱图，从图可以看出，多巴胺－黑色素纳米微球分散液具有较宽的吸收波长范围，进一步说明了多巴胺－黑色素纳米微球的成功制备。

实施例5

如图3所示，本发明多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器用于灵敏检测扑热息痛，测定条件：测定介质为0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 7.0）；采用差分脉冲伏安法（DPV），其测定参数为：脉冲振幅0.05 V，脉冲周期0.5 s，电位扫描范围：-0.1～0.9V。

在图3中，曲线a2为扑热息痛在裸玻碳电极上的差分脉冲伏安图，b2为扑热息痛在多巴胺－黑色素纳米微球修饰的玻碳电极上的差分脉冲伏安图。从图中可知，相对于裸玻电极，扑热息痛在多巴胺－黑色素纳米微球修饰的玻碳电极上的电化学响应得到了显著的提高，峰形最好，说明该修饰电极可用于扑热息痛的高灵敏检测。

以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims

1.一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，包括玻碳电极及其表面涂有的敏感膜，其特征在于：玻碳电极基底表面涂有的敏感膜为多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜。

2.根据权利要求1所述的一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，其特征在于，所述的多巴胺－黑色素纳米微球敏感膜的制备方法为：称取1～10 mg 的多巴胺－黑色素纳米微球固体超声均匀分散在10 mL的二次蒸馏水中。

3.根据权利要求1所述的一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，其特征在于，所述的多巴胺－黑色素纳米微球的制备方法为：将2～4 mL氨水加入到90～100 mL二次蒸馏水中，再加入40 mL无水乙醇，再加入0.5～1 g盐酸多巴胺，30 ℃下搅拌反应24～30 h。反应产物离心，用二次蒸馏水洗涤3次，在真空下于80 ℃干燥24 h，制得多巴胺－黑色素纳米微球纳米材料。

4. 如要求1所述的一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，其特征在于其制备方法，包括以下步骤：

（1）玻碳电极预处理；

5.根据权利要求4所述的一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，其特征在于：所述的步骤（1）中玻碳电极预处理过程为：用抛光粉对玻碳电极进行打磨，然后在无水乙醇和二次蒸馏水中进行超声清洗。

6.根据权利要求4所述的一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，其特征在于：所述的步骤（2）中多巴胺－黑色素纳米微球分散液的浓度为0.1～1 mg/mL，滴涂到玻碳电极表面的多巴胺－黑色素纳米微球分散液的体积为5～10微升。

7.如权利要求1所述的一种多巴胺－黑色素纳米微球电化学传感器，其特征在于其应用：用于灵敏检测扑热息痛，测定介质为0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 7.0）；采用差分脉冲伏安法（DPV），其测定参数为：脉冲振幅0.05 V，脉冲周期0.5 s，电位扫描范围：-0.1～0.9 V。