CN104458852A - 一种丝网印刷电极及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丝网印刷电极及应用，包括测定单胺递质的丝网印刷电极，丝网印刷电极包括印制电极的基片、基片上印制的外部绝缘层和一个金电极、一个碳电极和一个Ag/AgCl电极，各电极对应连接有一根电极引线，其中碳电极表面涂覆有一层敏感膜。本发明可有效排除生物样品中复杂物质的干扰。

Description

一种丝网印刷电极及应用
技术领域
本发明属于生物化学技术领域，涉及一种丝网印刷电极及应用。
背景技术
单胺递质是人体内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、头痛、精神疾病等的发生与单胺水平有着密切关联。目前临床精神类疾病的诊断，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，准确的单胺递质测定方法，能够实现临床快速检验，具有重要的医学意义。现行单胺递质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。目前应用于单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，与单胺递质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，单胺递质含量相对比较低，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，高选择性的测定单胺递质的电化学传感器成为人们亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种丝网印刷电极及应用，利用胶体金颗粒，配合石墨烯、铁离子、金属钒、氧化钛，通过加速电子传递及催化活性，提高该电极对单胺递质的响应灵敏度，并配合Nafion在适当条件下溶于有机溶剂，除去尿酸和抗坏血酸的干扰。
其技术方案如下：
一种丝网印刷电极，包括测定单胺递质的丝网印刷电极，丝网印刷电极包括印制电极的基片、基片上印制的外部绝缘层和一个金电极、一个碳电极和一个Ag/AgCl电极，各电极对应连接有一根电极引线，其中碳电极表面涂覆有一层敏感膜。
进一步优选，所述敏感膜由下法得到：将为质量体积百分数为0.01％～10％石墨烯、0.01％～1％FeCl3、0.01％～1％钒、0.01％～1％TiO2的悬液涂覆在碳电极表面，室温，蒸发溶剂得到敏感膜；制作碳电极的碳浆中含有质量体积百分数为0.01％～10％的胶体金颗粒、0.01％～10％的离子交换膜(nafion)。
本发明所述的种丝网印刷电极在测定生物样品中的单胺递质中的应用。
本发明的有益效果：本发明可有效排除生物样品中复杂物质的干扰，最低检出限1×10-9mol/L，可满足生物样品中单胺递质的测定。
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。涂覆于碳电极表面的nafion膜的质量体积为0.01％～1％。
附图说明
图1为本发明丝网印刷电极的结构示意图.(a:承印物；b：承印物+银导轨；c：承印物+银导轨+工作电极；d：承印物+银导轨+工作电极+辅助电极；e：承印物+银导轨+工作电极+辅助电极+参比电极；f：承印物+银导轨+工作电极+辅助电极+参比电极+绝缘层；)。
图2为本发明对小鼠全血样本中5-HT(5羟色胺)+NE(去甲肾上腺素)的选择性响应图；
图3为本发明对小鼠全血样本中5-HT(5羟色胺)+DA(多巴胺)的选择性响应图
图4为本发明测定大鼠脑中5-HT浓度图；
图5为本发明测定大鼠血中5-HT浓度图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参见图1，本发明的丝网印刷电极包括测定单胺递质的丝网印刷电极1，丝网印刷电极1包括印制电极的基片2、基片上印制的外部绝缘层3和一个金电极5、一个碳电极6和一个Ag/AgCl电极7，各电极对应连接有一根电极引线4。
制作碳电极6的碳浆中含有质量体积百分数为0.01％～10％的胶体金颗粒9。待印制的电极烘干后，于碳电极6表面涂覆一层敏感膜8，敏感膜由下法得到：将为质量体积百分数为0.01％～10％石墨烯、0.01％～1％FeCl3、0.01％～1％钒、0.01％～1％TiO2、0.01％～1％2的nafion悬液涂覆在碳电极表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。
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。用离子选择性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。
本发明对5-HT、DA、NE的电子催化性能和离子聚合物膜的选择性富集作用有机结合起来，实现了5-HT、DA、NE的高灵敏搞选择测定，检测限为2×10-9moll/L.
测定条件：测定介质0.1mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.0)，富集时间为10分钟。测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围-0.1～0.6V，扫描速度50mv/s。2.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，印制含质量百分比为0.02％胶体金颗粒碳浆的碳电极并烘干，印制Ag/AgCl电极并烘干和印制金电极并烘干，最后采用绝缘浆印制绝缘层并固化。取质量百分数为0.02％石墨烯、0.01％FeCl3、0.03％钒、0.02％TiO2、0.05％nafion液涂覆在碳电极表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。
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，印制含质量百分比为8％胶体金颗粒碳浆的碳电极并烘干，印制Ag/AgCl电极并烘干和印制金电极并烘干，最后采用绝缘浆印制绝缘层并固化。取质量百分数为5％石墨烯、1％FeCl3、0.5％钒、0.3％钒、0.5％TiO2、8％nafion液涂覆在碳电极表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。。
取SD大鼠20只，分为正常组、抑郁组，抑郁组根据制定的随机刺激表，每天抽取无规则的刺激方式予以刺激，如冷水游泳、黑暗、高糖、噪音等，连续刺激14天；于第15天进行旷场实验。方法：自主活动在一大盒中进行(80cm×80cm×100cm)，盒底部分成36个方格，将大鼠放在盒子中央，令其自由活动6min，记录后5min内大鼠爬过的中央、外周方格数，作为评价大鼠的自由活动能力的指标。
旷场实验结束后，大鼠摘眼球取血，取血100μL，用0.05mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.0)稀释5倍，待测。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，待测。并且同时对其抑郁行为进行评分。将实例1和2制作的电极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)以上模型鼠血中5-HT、DA、NE含量。
结果可见，与正常组相比，抑郁组大鼠，自由活动次数明显下降，5-HT血药浓度仅为正常组的58％；DA浓度为正常组的59.3％；NE浓度为正常组的67％，结果见表1.
结论：本发明的丝网印刷电极，可用于生物样品中单胺递质的测定。
表1.抑郁对大鼠自主活动及血中5-HT、DA、NE含量的影响
与正常组相比*<0.05；**<0.01；
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种丝网印刷电极，其特征在于，包括测定单胺递质的丝网印刷电极，丝网印刷电极包括印制电极的基片、基片上印制的外部绝缘层和一个金电极、一个碳电极和一个Ag/AgCl电极，各电极对应连接有一根电极引线，其中碳电极表面涂覆有一层敏感膜。
2.根据权利要求1所述的丝网印刷电极，其特征在于，所述敏感膜由下法得到：将为质量体积百分数为0.01％～10％石墨烯、0.01％～1％FeCl3、0.01％～1％钒、0.01％～1％TiO2的悬液涂覆在碳电极表面，室温，蒸发溶剂得到敏感膜；制作碳电极的碳浆中含有质量体积百分数为0.01％～10％的胶体金颗粒、0.01％～10％的离子交换膜。
3.权利要求1所述的种丝网印刷电极在测定生物样品中的单胺递质中的应用。
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