CN104614426B - 聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极及其应用。本发明主要是制备电聚合的溴甲酚绿修饰玻碳电极，通过差分脉冲伏安法对尿酸、多巴胺和抗坏血酸进行灵敏的定量分析测定。实验结果表明，在0.1 mol/L pH=6的磷酸盐缓冲溶液中，该修饰电极对尿酸、多巴胺和抗坏血酸具有明显的催化和增敏作用，在最优条件下，采用差分脉冲伏安法测定，尿酸、多巴胺和抗坏血酸浓度在0.5‑15μM，0.08‑4.0 μM，5‑150 μM范围内与其峰电流呈良好的线性关系，检出限分别达到0.17，0.017，0.17 μM。该法用于血浆中尿酸、多巴胺、抗坏血酸含量的测定，结果令人满意。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极的制备及其应用。
背景技术
尿酸（UA）是人体中嘌呤代谢的最终氧化产物，存在于人体血液或尿液中。人的血清和尿中排泄量的正常UA水平分别在240-520微米和1.4-4.4毫米的范围内。尿酸偏高会引起多种疾病，如痛风和高尿酸血症等。多巴胺（DA）是一种主要的儿茶酚胺神经递质，存在于哺乳动物的大脑中。它控制人体的多种功能，包括运动行为，认知，情绪，食物摄取和内分泌调节等。 DA水平的异常可能引起神经疾病如帕金森病和精神分裂症。L-抗坏血酸（AA）是一种可溶性维生素，是对人类非常重要的一种营养素。它在某些疾病如坏血病，感冒，癌症和肝脏疾病的预防和治疗中起着重要作用。UA，DA和AA通常同时存在于生物样品中。因此，找到一种简单，准确，快速的方法对他们进行同时测定，对于分析应用和诊断研究非常必要。
溴甲酚绿作为修饰剂，分子中有磺酸根和氢氧根阴离子通过电化学聚合修饰在于玻碳电极得到聚溴甲酚绿修饰电极。这个过程非常简单，快速。此外，该修饰电极对于测定尿酸，多巴胺和抗坏血酸表现出优异的电催化性能，成本低廉，应用前景乐观。
目前，检测尿酸、多巴胺和抗坏血酸的方法有：液相色谱法，化学发光法，毛细管电泳法，紫外可见法、电化学方法。由于电化学修饰电极法具有快速、准确、灵敏、便于携带等优点，且这三种物质都具电活性，故电化学修饰电极法被广泛应用于这三种物质的检测中。利用电聚合溴甲酚绿修饰玻碳电极对UA，DA和AA这三种物质的同时检测还未见报道。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极。
本发明的目的之二在于提供采用该的玻碳电极方法对尿酸、多巴胺、抗坏血酸的同时检测应用。
一种聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极，其特征在于该玻碳电极表面包覆有聚溴甲酚绿膜。
上述的聚溴甲酚绿膜是溴甲酚绿在-1.0 V～1.8 V电位下电聚合20圈得到的聚合膜。
一种制备上述的聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将溴甲酚绿溶于0.1M氢氧化钠溶液中配置成浓度为0.1 M的溴甲酚绿溶液；
b.将处理干净的玻碳电极浸入到步骤a所得溴甲酚绿溶液中，选择电位范围-1.0V~1.8 V，扫速为100mV/s，在循环伏安法窗口下进行电化学聚合，聚合20圈后用二次蒸馏水淋洗干净，最终得到电聚合溴甲酚绿修饰的玻碳电极。
一种同时检测尿酸、多巴胺和抗坏血酸的方法，采用上述的聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极、铂片电极作为辅助电极，组成三电极系统；其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将三电极系统置于pH为6.0的磷酸缓冲溶液中；电位从-0.1V到1.0V的电位范围内循环伏安法扫描十段以活化电极，当背景电流达到稳态后，选用差分脉冲伏安法，在上述缓冲溶液中分别加入UA(0.5-15μM)，DA (0.08-4 μM)，AA (5-150 μM)的抗坏血酸的标准溶液，得到电流与其浓度的线性关系曲线，其线性相关系数分别为0.995，0.996和0.997；
利用标准曲线法对血清和维生素C药片进行分析检测。
本发明的优点和特点如下所述：本发明利用了溴甲酚绿中磺酸基和氢氧根阴离子对尿酸、多巴胺、抗坏血酸相关基团的静电吸引作用，使得三种物质在电极上的电流响应显著增大，大大提高了分析检测对分析为浓度的灵敏度，将该修饰电极用于血浆中尿酸含量的测定，结果令人满意。
本发明中的修饰电极是一种新型的电化学传感器，该传感器克服了尿酸、多巴胺、抗坏血酸的氧化峰在同一电势窗下易重叠的现象，实现了三者在同一电势窗下的同时测定；用于实际样品测定，具有快速、灵敏、准确等特点。本发明的测试方法具有良好的重现性和稳定性。本发明中的新型修饰玻碳电极的制备方法具有成本低、简单快速、易操作等优点。
附图说明
图1为本发明中在相同浓度的尿酸（10 μM）、多巴胺（0.5 μM）和抗坏血酸（70μM）溶液中聚溴甲酚绿修饰玻碳电极(a)及裸玻碳电极（b）、空白聚溴甲酚绿修饰玻碳电极（c）的差分脉冲伏安图。
图2为最佳条件下，聚溴甲酚绿修饰玻碳电极在UA (0.5-15μM)， DA (0.08-4 μM)，AA (5-150 μM)标准溶液中电流变化的DPV图。
图3为聚溴甲酚绿修饰玻碳电极UA (0.5-15μM)，DA (0.08-4 μM)，AA (5-150 μM)标准溶液中的电流变化与浓度的线性关系。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本实施例中的修饰碳糊电极的制备方法和步骤如下：
（1）玻碳电极的预处理：首先将玻碳电极用0.05μmAl2O3抛光粉和麂皮进行抛光，抛光至镜面，然后依次用蒸馏水、稀硝酸溶液、无水乙醇及二次蒸馏水超声清洗干净，待用。
（2）一种作为尿酸、多巴胺和抗坏血酸电化学传感器在检测尿酸、多巴胺和抗坏血酸浓度过程中的用途及使用方法，其用途是：所述修饰玻碳电极可直接用于尿酸、多巴胺和抗坏血酸的同时电化学测定；其使用方法及测定方法如下：将所述电聚合溴甲酚绿修饰的玻碳电极作为工作电极、饱和甘汞电极作为参比电极、铂片电极作为辅助电极，组成三电极系统；将三电极系统置于10 mL pH为6.0的磷酸缓冲溶液中；电位从-0.1V到1.0V的电位范围内循环伏安法扫描十段以活化电极，当背景电流达到稳态后，选用差分脉冲伏安法，用微量进样器向缓冲溶液中加尿酸、多巴胺和抗坏血酸标准溶液，记录下电流-电位曲线；在不同尿酸、多巴胺和抗坏血酸溶液浓度下测得传感器对尿酸、多巴胺和抗坏血酸的电流响应值，并在尿酸、多巴胺和抗坏血酸浓度分别在UA (0.5-15μM)，DA (0.08-4 μM)，AA (5-150μM)范围内，得到电流与三者浓度的线性关系曲线，其线性相关系数分别为R=0.995，0.996，0.997。
聚溴甲酚绿修饰玻碳电极的用途及其使用方法：
（1）该修饰玻碳电极的用途是直接用于尿酸、多巴胺和抗坏血酸的电化学测定；
（2）该修饰玻碳电极的使用方法及测定如下：将所述的修饰电极作为工作电极、饱和甘汞电极作为参比电极、铂片电极作为辅助电极，组成三电极系统；将三电极系统置于pH为6.0的磷酸盐缓冲溶液中，电位从-0.1V至1.0V循环伏安扫描数圈以活化电极；然后在一定浓度的尿酸、多巴胺和抗坏血酸溶液中用循环伏安法记录I-E曲线；最后使用标准曲线法，在尿酸、多巴胺和抗坏血酸浓度分别在UA (0.5-15μM)，DA (0.08-4μM)，AA (5-150 μM)范围内，得到电流与浓度的线性关系曲线，其线性相关系数分别为0.995，0.996和0.997。
裸玻碳电极和聚溴甲酚绿电极对尿酸、多巴胺和抗坏血酸的电催化作用表征
在相同浓度的尿酸（10 μM）、多巴胺（0.5 μM）和抗坏血酸（70μM）溶液中聚溴甲酚绿修饰玻碳电极(a)及裸玻碳电极（b）、空白聚溴甲酚绿修饰玻碳电极（c）的差分脉冲伏安图如图1所示。从图中可以看出，裸玻碳电极对于尿酸、多巴胺和抗坏血酸的氧化还原电流很小，而聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极对尿酸、多巴胺和抗坏血酸的响应电流明显增强，且三者的峰电位差为0.128 和 0.152 V，说明该修饰电极对尿酸、多巴胺和抗坏血酸有明显的催化氧化作用，且可以实现同时测定。
电化学检测尿酸、多巴胺和抗坏血酸
在最佳测试条件下，聚溴甲酚绿修饰玻碳电极对不同浓度尿酸、多巴胺和抗坏血酸的伏安曲线响应如图2所示。由图2插图可见，随着尿酸、多巴胺和抗坏血酸的增加，传感器对尿酸、多巴胺和抗坏血酸的电流响应逐渐增大，在UA (0.5-15μM), DA (0.08-4μM),AA(5-150 μM)范围内，电流与浓度成线性关系，线性方程分别为I p,UA=0.160+0.095C UA；I p,DA=0.080+1.028C DA（0.08-0.60 μM范围），I p,DA =0.478+0.333C DA（0.6-4.0 μM范围）；I p,AA=0.176+0.002C AA线性相关系数为0.995，0.996和0.997。
本发明方法制备的电极不受NaCl，KCl，KNO3，NH4Cl，MgSO4，ZnSO4等无机物和丙氨酸，亮氨酸，丝氨酸，苏氨酸，天门冬氨酸等氨基酸的干扰，专一性好。尿酸、多巴胺和抗坏血酸的最低检测限分别为0.17，0.017，0.17 μM。
利用标准加入法对血浆内的尿酸及维C药片的抗坏血酸进行检测，采用平行测定3次取平均值的方法，测定结果的相对标准偏差均能够控制在±5.0%以内。
Claims (1)
1.一种同时检测尿酸、多巴胺和抗坏血酸的方法，采用聚溴甲酚绿修饰的玻碳电极作为工作电极，该玻碳电极表面包覆有聚溴甲酚绿膜；饱和甘汞电极作为参比电极、铂片电极作为辅助电极，组成三电极系统；其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将三电极系统置于pH为6.0的磷酸缓冲溶液中；电位从-0.1V到1.0V的电位范围内循环伏安法扫描十段以活化电极，当背景电流达到稳态后，选用差分脉冲伏安法，在上述缓冲溶液中分别加入0.5-15μM 的UA，0.08-4 μM 的DA，5-150 μM 的AA的抗坏血酸的标准溶液，得到电流与其浓度的线性关系曲线，其线性相关系数分别为0.995，0.996和0.997；
b.利用标准曲线法对血清和维生素C药片进行分析检测。
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