CN104502432A - 一种敏感膜及含有该敏感膜的丝网印刷电极及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种敏感膜及含有给敏感膜的丝网印刷电极，该丝网印刷电极包括电极基片，该电极基片上印制有工作电极、参比电极和辅助电极，所述工作电极的表面涂有一层敏感膜；该敏感膜依次由碳纳米管、纳米氧化锌和碳墨烯组成；该丝网印刷电极可测定微量元素、维生素、氨基酸、氨茶碱、地高辛、尿酸或单胺递质等物质，具有灵敏度高、选择性好、费用低、测定快速、易操作等特点。

Description

一种敏感膜及含有该敏感膜的丝网印刷电极及其应用

技术领域

本发明涉及一种电极，特别涉及一种含有敏感膜的丝网印刷电极及其应用。

背景技术

微量元素(如Zn、Fe、Ca、Mg、Cu、Mn、Pb等)与人的健康和生命活动密切相关，它们参与了人体内的新陈代谢过程，研究表明某些必须微量元素的缺少会导致疾病的发生，如缺铁会引起缺铁性贫血，缺锌缺铜会导致免疫力降低等。

维生素(如维生素A、维生素B、维生素C、维生素E等)是人和动物正常的生理功能必需的微量有机物质，也是辅基或辅酶的重要组成部分，其在生长、代谢、发育过程中发挥着巨大的作用。报告显示维生素缺乏会引起生理机能障碍从而发生某种疾病，如维生素A缺乏易患夜盲症，维生素B2不足易患口舌炎症等，因此维生素含量测定对提示人类健康具有重要意义。

氨基酸(如组氨酸、色氨酸、脯氨酸等)是构成生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，营养所需蛋白质的基本物质。人体所需的必须氨基酸在新陈代谢中占有极其重要的地位。据研究分析，色氨酸可促进胃液及胰液的生成；赖氨酸可促进大脑发育。

氨茶碱是临床上常用于治疗哮喘的药物。但其安全范围窄，极易引起中毒，临床因氨茶碱引起的死亡及医疗纠纷时有发生，因此，建立快速测定血药浓度的方法有重要意义。氨茶碱的毒性常出现在血清浓度为15-20μg/ml，特别在治疗开始，早期多见的症状有恶心、呕吐、易激动、失眠等；当血清浓度超过20μg/ml，可出现心动过速、心律失常；血清中氨茶碱超过40μg/ml，可发生发热、失水、惊厥等症状，严重的呼吸、心跳停止而致死。为避免此类不良反应发生，指导临床合理用药，定期监测氨茶碱血药浓度十分必要。

地高辛常用于治疗高血压、心功能不全、心力衰竭等疾病。近年临床研究表明，地高辛逐日给予一定剂量，经6～7天能在体内达到稳定的浓度而发挥全效作用，但其持续给药极易发生中毒反应，因此，临床用药需要密切监测地高辛血药浓度，减少或避免中毒的发生。

尿酸是一种含有碳、氮、氧、氢的杂环化合物，体内尿酸的生成量和排泄量不平衡，导致血尿酸升高引起的疾病是痛风的主要病因。所以定期监测尿酸的含量是十分必要的。

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递质水平有着密切关联。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。

现行微量元素、维生素、氨基酸、氨茶碱、地高辛、尿酸、单胺递质等大部分物质浓度测定方法主要为光谱法、高效液相色谱法、质谱法、核磁共振等，方法繁琐、样本需求量大、耗时长，基本无法用于临床诊断，也无法普及用于社区医院和家庭自主测定。因此，开发出高灵敏度、高选择性的测定多种物质的电化学传感器成为亟待解决的问题。

电分析方法，包括电极检测法，具有灵敏度高、选择性好，响应时间短等优点被广泛应用于上述物质的直接检测。目前应用于微量元素、氨茶碱等物质的测定的电极已有许多，但其多为柱状玻碳电极，成本高，多次使用后需要重新修饰，面临重现性差、灵敏度低等技术问题。

为提高电极的灵敏度和选择性，主要在电极表面修饰多壁碳纳米管复合物、胶体金及nafion等，经过上述修改后，制得的电极在测定微量元素、氨茶碱等物质时的灵敏度仍不理想，并且稳定性差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明在解决了电极稳定性、灵敏度和选择性的基础上，研制了可测定微量元素、维生素、氨基酸、氨茶碱、地高辛、尿酸或单胺递质的丝网印刷电极。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种敏感膜，该敏感膜涂覆在工作电极表面，该敏感膜依次由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   0.01-10

纳米氧化锌 0.01-10

石墨烯     0.01-10。

由碳纳米管、纳米氧化锌和石墨烯按照一定重量份数组成的敏感膜，具有良好的化学稳定性、导电性和极高的机械强度，能够促进电化学反应中电子的传递，提高电极上的响应电流，改善电极表面的微环境。

优选地，所述敏感膜依次由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   0.1-1

纳米氧化锌 1-5

石墨烯     1.5-6。

具有更好的导电性。

所述敏感膜由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   0.15

纳米氧化锌 2.35

石墨烯     3。

由以上重量份组成的敏感膜导电性最好。

优选地所述碳纳米管为多壁碳纳米管。多壁碳纳米管属于高强度碳纤维材料，将其与石墨烯和纳米氧化锌一起制成敏感膜，其不但可以增强敏感膜的导电和导热性能，使其具有很好的耐腐蚀和耐热性能，而且可以使制备的敏感膜具有良好的强度、弹性和抗疲劳性及各向同性，显著提高了工作电极的工作效率及灵敏度。

本发明另一方面提供了一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极包括电极基片，该电极基片上印制有工作电极、参比电极和辅助电极，所述工作电极的表面涂有一层敏感膜；该敏感膜依次由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   0.01-10

纳米氧化锌 0.01-10

石墨烯     0.01-10。

本发明的丝网印刷电极通过在工作电极上涂一层由碳纳米管、纳米氧化锌和石墨烯组成的敏感膜，不仅可进一步加速电子传递及催化活性，提高了丝网印刷电极对微量元素、氨茶碱等物质的响应灵敏度，更有利于电极的稳定保存，减少电极之间的个体差异，从而实现临床、社区医院或家庭实现血药浓度的快速监测。

为了进一步提高灵敏度，所述工作电极为碳电极，所述参比电极为Ag/AgCl电极，所述辅助电极为金电极；各电极分别对应连接有一根电极引线；，所述电极引线为银导轨；所述电极引线上覆盖有绝缘层。

进一步的改进，本发明的碳电极是由含有0.01％-10％胶体金颗粒和0.01％-10％ nafion的碳浆印制而成。通过在含有胶体金颗粒的碳浆内添加nafion，使得制备的碳电极灵敏度更好，选择性更好。

本发明另一方面提高了敏感膜的制备方法，该方法包括如下步骤：

a.将碳纳米管和纳米氧化锌混合均匀，制得碳纳米管复合物；

b.将碳纳米管复合物溶于0.03％-0.1％CTAB溶液中(CTAB指十六烷基三甲基溴化铵)，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.再将石墨烯溶于0.03％-0.1％CTAB水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

优选地，步骤a所述的碳纳米管和纳米氧化锌及步骤c所述的石墨烯要先分别经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:1-5；优选地，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3。所述浓硝酸和浓硫酸优选为分析级酸。经过酸化处理后，其可产生一部分的羧基和羟基等基团，有利于检测粒子的富集反应。

通过如上方法制备的敏感膜，将其涂覆在工作电极上，可以进一歩提高电极的灵敏度和选择性。

本发明在解决了丝网印刷电极稳定性、灵敏度和选择性的基础上，同时提供了一种丝网印刷电极的新用途，其可用于检测生物样本中微量元素、维生素、氨基酸、氨茶碱、地高辛、尿酸或单胺递质的含量。

其中所述的生物样本为血液、唾液、头发、食品或药品等。

在一定的pH生理缓冲液中，不同微量元素离子、维生素、氨基酸、单胺递质及氨茶碱、地高辛、尿酸通过离子选择性膜可以选择性地到达电极的敏感单元。本发明对微量元素离子、维生素、氨基酸、单胺递质及氨茶碱、地高辛、尿酸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，实现了微量元素离子、维生素、氨基酸、单胺递质及氨茶碱、地高辛、尿酸的高灵敏高选择测定。

本发明提供的丝网印刷电极通过将碳纳米管、纳米氧化锌、石墨烯相互结合，制备敏感膜，将其涂覆在工作电极上，不仅可进一步加速电子传递及催化活性，提高了丝网印刷电极对微量元素等物质的响应灵敏度，更有利于电极的稳定保存，减少电极之间的个体差异；并且该丝网印刷电极具有选择性好、费用低、测定快速、易操作等特点，以解临床、社区医院或家庭实现血药浓快速监测的问题。该丝网印刷电极可批次制作，即用即抛，价格低廉，并且采样量少，样品无需复杂前处理，非常适用于临床、家庭方便、快捷检测。

附图说明

图1为本发明丝网印刷电极及各部件的结构示意图；

图2为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对微量元素的响应图；

图3为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对维生素C的响应图；

图4为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对色氨酸的响应图；

图5为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对氨茶碱的响应图；

图6为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对地高辛的响应图；

图7为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对尿酸的响应图；

图8为未经敏感膜修饰的丝网印刷电极和本发明的丝网印刷电极对去甲肾上腺素和五羟色胺响应图；

图9为实施例13和对照实施例的丝网印刷电极对微量元素的响应图；

图10为实施例13和对照实施例的丝网印刷电极对维生素C的响应图；

图11为实施例13和对照实施例的丝网印刷电极对色氨酸的响应图；

图12为实施例13和对照实施例的丝网印刷电极对地高辛的响应图。

具体实施方式

实施例1

一种敏感膜，该敏感膜涂覆在工作电极表面，所述敏感膜由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   0.05

纳米氧化锌 5

石墨烯     9.5。

实施例2

一种敏感膜，该敏感膜涂覆在碳电极表面，该敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   7

纳米氧化锌     10

石墨烯         5

碳电极是由含有5％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成。

实施例3

一种敏感膜，该敏感膜涂覆在碳电极表面，所述敏感膜由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   0.15

纳米氧化锌 2.35

石墨烯     3

该敏感膜的制备方法为：

a.将碳纳米管和纳米氧化锌混合均匀，制得碳纳米管复合物；

b.将碳纳米管复合物溶于0.03％CTAB水溶液中，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.再将石墨烯溶于0.03％水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

实施例4一种敏感膜，该敏感膜涂覆在碳电极表面，该敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   3

纳米氧化锌     5.9

石墨烯         4

该敏感膜的制备方法为：

a.将多壁碳纳米管和纳米氧化锌分别经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:2，之后混合均匀，制得多壁碳纳米管复合物；

b.将多壁碳纳米管复合物溶于0.05％CTAB水溶液中，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.将石墨烯经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:2，再将酸洗后的石墨烯溶于0.05％CTAB水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

实施例5

一种丝网印刷电极，如图1所示，该丝网印刷电极包括电极基片1，该电极基片1上印制有工作电极2、参比电极3和辅助电极4；所述工作电极2的表面涂有一层敏感膜；所述工作电极2为碳电极，参比电极3为Ag/AgCl电极，辅助电极4为金电极；各电极分别对应连接有一根电极引线5，该电极引线5为银导轨，电极引线5上覆盖有绝缘层6；敏感膜由如下重量份的成分组成：

碳纳米管   7

纳米氧化锌 4

石墨烯     7。

实施例6

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例5不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   10

纳米氧化锌     5

石墨烯         5。

敏感膜的制备方法为：

a.将多壁碳纳米管和纳米氧化锌混合均匀，制得多壁碳纳米管复合物；

b.将多壁碳纳米管复合物溶于0.1％CTAB水溶液中，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.再将石墨烯溶于0.1％水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

实施例7

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例5不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   2.5

纳米氧化锌     0.5

石墨烯         2

所述碳电极由含有0.5％胶体金颗粒和7％ nafion的碳浆印制而成。

实施例8

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例5不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.5

纳米氧化锌     2.5

石墨烯         2

所述碳电极由含有5％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成；

所述敏感膜的制备方法如下：

a.将多壁碳纳米管和纳米氧化锌分别经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，之后混合均匀，制得多壁碳纳米管复合物；

b.将多壁碳纳米管复合物溶于0.05％CTAB水溶液中，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.将石墨烯经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，再将酸洗后的石墨烯溶于0.05％CTAB水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

实施例9

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例8不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.2

纳米氧化锌     3.8

石墨烯         3.5

所述碳电极由含有8％胶体金颗粒和6％ nafion的碳浆印制而成。

实施例10

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例8不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.5

纳米氧化锌     1.5

石墨烯         6

所述碳电极由含有6％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成。

实施例11

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例8不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   1

纳米氧化锌     5

石墨烯         3

所述碳电极由含有4％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成。

实施例12

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例8不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.3

纳米氧化锌     2.2

石墨烯         1.5

所述碳电极由含有4.5％胶体金颗粒和6％ nafion的碳浆印制而成。

实施例13

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例8不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.15

纳米氧化锌     2.35

石墨烯         3所述碳电极由含有6.5％胶体金颗粒和0.5％ nafion的碳浆印制而成。

实施例14

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极与实施例8不同的是，敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.1

纳米氧化锌     1

石墨烯         5

所述碳电极由含有8％胶体金颗粒和8％ nafion的碳浆印制而成。

对照实施例1

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极包括电极基片1，该电极基片1上印制有工作电极2、参比电极3和辅助电极4；所述工作电极2的表面涂有一层敏感膜；所述工作电极2为碳电极，参比电极3为Ag/AgCl电极，辅助电极4为金电极；各电极分别对应连接有一根电极引线5，该电极引线5为银导轨，电极引线5上覆盖有绝缘层6；敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.5

石墨烯         2

所述碳电极由含有5％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成；

所述敏感膜的制备方法如下：

a.将多壁碳纳米管经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，再溶于0.05％CTAB水溶液中，制得悬液，将悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.将石墨烯经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，再将酸洗后的石墨烯溶于0.05％CTAB水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

对照实施例2

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极包括电极基片1，该电极基片1上印制有工作电极2、参比电极3和辅助电极4；所述工作电极2的表面涂有一层敏感膜；所述工作电极2为碳电极，参比电极3为Ag/AgCl电极，辅助电极4为金电极；各电极分别对应连接有一根电极引线5，该电极引线5为银导轨，电极引线5上覆盖有绝缘层6；敏感膜由如下重量份的成分组成：

多壁碳纳米管   0.5

纳米氧化锌     2.5

所述碳电极由含有5％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成；

所述敏感膜的制备方法如下：

a.将多壁碳纳米管和纳米氧化锌分别经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，之后混合均匀，制得多壁碳纳米管复合物；

b.将多壁碳纳米管复合物溶于0.05％CTAB水溶液中，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

对照实施例3

一种丝网印刷电极，该丝网印刷电极包括电极基片1，该电极基片1上印制有工作电极2、参比电极3和辅助电极4；所述工作电极2的表面涂有一层敏感膜；所述工作电极2为碳电极，参比电极3为Ag/AgCl电极，辅助电极4为金电极；各电极分别对应连接有一根电极引线5，该电极引线5为银导轨，电极引线5上覆盖有绝缘层6；敏感膜由如下重量份的成分组成：

纳米氧化锌     2.5

石墨烯         2

所述碳电极由含有5％胶体金颗粒和5％ nafion的碳浆印制而成；

所述敏感膜的制备方法如下：

a.将纳米氧化锌分别经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，之后溶于0.05％CTAB水溶液中，制得悬液，将悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.将石墨烯经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3，再将酸洗后的石墨烯溶于0.05％CTAB水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

实验例1

采用实施例8的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对微量元素的测定。

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5分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围0.2～1.0V，扫描速度100mv/s；2.微分脉冲伏安法，电位扫描范围0.2～1.0V，参数设置：脉冲振幅0.05V；脉冲时间40ms，电位增量为0.004V。

对锰(Mn)的测定响应结果见图2，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例8的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本发明提供的丝网印刷电极可用于生物样本中微量元素的测定。

实验例2

采用实施例9的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对维生素的测定。

测定条件：测定介质0.05mol/L的Tris-HCl缓冲液(pH7.5)，富集时间为6分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围-0.2～0.8V，扫描速度100mv/s；2.方波伏安法，电位扫描范围-0.2～0.8V，参数设置：方波振幅0.025V；方波频率：20Hz；脉冲时间40ms，电位增量为0.006V。

对维生素C的测定响应结果见图3，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例9的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本发明提供的丝网印刷电极可用于生物样本中维生素的测定。

实验例3

采用实施例10的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对氨基酸的测定。

测定条件：测定介质0.05mol/L的Tris-HCl缓冲液(pH7.0)，富集时间为4分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围0～1.0V，扫描速度100mv/s；2.方波伏安法，电位扫描范围0～1.0V，参数设置：方波振幅0.025V；方波频率：15Hz；电位增量为0.006V，静止时间5s。

对色氨酸的测定响应结果见图4，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例10的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本发明提供的丝网印刷电极可用于生物样本中氨基酸的测定。

实验例4

采用实施例11的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对氨茶碱的测定。

检测线为：2×10^-6mol/L。

测定条件：测定介质0.05mol/L的Tris-HCl缓冲液(pH7.0)，富集时间为3分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围0～1.3V，扫描速度100mv/s；2.方波伏安法，电位扫描范围0～1.3V，参数设置：方波振幅0.025V；方波频率：20Hz；脉冲时间40ms，电位增量为0.006V。

测定响应结果如图5所示，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例11的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本发明提供的丝网印刷电极可用于生物样本中氨茶碱的测定。

实验例5

采用实施例12的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对地高辛的测定。

测定条件：测定介质0.1mol/L的磷酸盐缓冲液(pH7.5)，富集时间为8分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围-0.5～0.5V，扫描速度100mv/s；2.差分脉冲伏安法，电位扫描范围-0.5～0.5V，参数设置：脉冲振幅0.025V；脉冲时间50ms，电位增量为0.005V。

测定响应结果如图6所示，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例12的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本发明提供的丝网印刷电极可用于生物样本中地高辛的测定。

实验例6

采用实施例13的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对尿酸的测定。

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4分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围-0.2～0.8V，扫描速度100mv/s；2.方波伏安法，电位扫描范围-0.2～0.8V，参数设置：方波振幅0.025V；方波频率：10Hz；脉冲时间40ms，电位增量为0.006V。

测定响应结果如图7所示，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例13的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本发明提供的丝网印刷电极可用于生物样本中尿酸的测定。

实验例7

采用实施例14的丝网印刷电极和未经敏感膜修饰的丝网印刷电极对单胺递质的测定。

测定条件：测定介质0.05mol/L的Tris-HCl缓冲液(pH7.5)，富集时间为6分钟。

测定方法：1.循环伏安法，电位扫描范围-.02～0.8V，扫描速度100mv/s；2.方波伏安法，电位扫描范围-0.2～0.8V，参数设置：方波振幅0.025V；方波频率：20Hz；脉冲时间40ms，电位增量为0.006V。

测定响应结果如图8所示，A表示：未经敏感膜修饰的丝网印刷电极测定的响应曲线，B表示经敏感膜修饰的实施例14的丝网印刷电极测定的响应曲线。

结论：本专利发明的丝网印刷电极，可用于生物样本中单胺递质例如去甲肾上腺素和五羟色胺的测定。

实验例8电导率的测定

将碳纳米管、纳米氧化锌和石墨烯的浆体以2mm的间距施加到三条黏到基底上的胶带之间，并在50℃下干燥。随后沿该线以10mm的间距测量电阻，测定线的厚度并且由所得的数据计算比电导率。结果见表1；

表1不同组成的敏感膜的比电导率的结果

从表中可以看出，只是用碳纳米管、纳米氧化锌和石墨烯三种的一种或两种，制得的敏感膜的导电性并不理想，三种共同使用时，具有很好的导电性，当三者的重量份数控制在0.1-1、1-5和1.5-6范围内，导电性更佳。

实验例9

采用实施例13的丝网印刷电极、对照实施例1和对照实施例2、对照实施例3的丝网印刷电极分别对微量元素Mn(按照实验例1的方法进行测定，测定的响应结果见图9)、维生素C(按照实验例2的方法进行测定，测定的响应结果见图10)、药用色氨酸(按照实验例3的方法进行测定，测定的响应结果见图11)、地高辛(按照实验例5的方法进行测定，测定的响应结果见图12)；以上所测定结果中，a表示实施例13的丝网印刷电极测定的响应曲线，b表示对照实施例1的丝网印刷电极测定的响应曲线；c表示对照实施例2的丝网印刷电极测定的响应曲线；d表示对照实施例3的丝网印刷电极测定的响应曲线。

从图9-12中可以看出，本发明提供的丝网印刷电极对微量元素、维生素等物质具有很好的响应，灵敏度高，当敏感膜的成分发生变化如，如对照实施例1-3，丝网印刷电极对微量元素、维生素等物质的选择性响应降低，灵敏度降低。

Claims (10)

1.一种敏感膜，所述敏感膜涂覆在工作电极表面，其特征在于，所述敏感膜由如下重量份的成分组成：

碳纳米管    0.01-10

纳米氧化锌  0.01-10

石墨烯      0.01-10。

2.如权利要求1所述的敏感膜，其特征在于，所述敏感膜由如下重量份的成分组成：

碳纳米管    0.15

纳米氧化锌  2.35

石墨烯      3。

3.如权利要求1所述的敏感膜，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

4.一种丝网印刷电极，包括电极基片(1)，其特征在于，所述电极基片(1)上印制有工作电极(2)、参比电极(3)和辅助电极(4)，所述工作电极(2)的表面涂有一层权利要求1-3任一所述的敏感膜。

5.如权利要求4所述的丝网印刷电极，其特征在于，所述工作电极(2)为碳电极，所述参比电极(3)为Ag/AgCl电极，所述辅助电极(4)为金电极；各电极分别对应连接有一根电极引线(5)；所述电极引线(5)为银导轨；所述电极引线上覆盖有绝缘层(6)。

6.如权利要求5所述的丝网印刷电极，其特征在于，所述碳电极是由含有0.01％-10％胶体金颗粒和0.01％-10％nafion的碳浆印制而成。

7.一种权利要求1所述的敏感膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a.将碳纳米管和纳米氧化锌混合均匀，制得碳纳米管复合物；

b.将碳纳米管复合物溶于0.03％-0.1％CTAB水溶液中，制得复合物悬液，将复合物悬液涂在工作电极表面，低温蒸发溶剂得到基层敏感膜；

c.再将石墨烯溶于0.03％-0.1％CTAB水溶液中，制得石墨烯悬液，将石墨烯悬液涂在基层敏感膜表面，低温蒸发溶剂得到敏感膜。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤a所述的碳纳米管和纳米氧化锌及步骤c所述的石墨烯要先分别经过酸处理，所述酸为浓硝酸和浓硫酸的混合酸，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:1-5；优选地，所述浓硝酸和浓硫酸的比例为1:3。

9.如权利要求4-6任一所述的丝网印刷电极的应用，其特征在于，所述丝网印刷电极用于检测生物样本中微量元素、维生素、氨基酸、氨茶碱、地高辛、尿酸或单胺递质中的一种或多种。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述生物样本为血液、唾液、头发、食品或药品中的一种或多种。