CN109254040A - 一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器的制备 - Google Patents

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Abstract

本发明制备一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器。在电极表面电化学沉积金纳米粒子，在其表面修饰4‑巯基苯硼酸，4‑巯基苯硼酸中硼酸基团与多巴胺中两个羟基结合；制备3,3'‑二硫代二丙酸二(N‑琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物，利用3,3'‑二硫代二丙酸二(N‑琥珀酰亚胺)酯与多巴胺中氨基结合，其中PdAu纳米粒子具有催化H2O2产生电化学信号；制得了采用两种有机小分子类夹心结构识别多巴胺电化学传感器，制备的感器提供了一种快速、高选择性和高灵敏度检测多巴胺的方法。

Description

一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器的制备
技术领域
本发明涉及多巴胺检测技术领域，更具体地说是一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器的制备。
背景技术
多巴胺是一种有机小分子，同时也是一种重要的儿茶酚胺类神经递质，属于人类中枢神经系统中关键的神经递质，在脑内的动机、认知、奖励、觉醒和运动控制中发挥关键作用。大脑中多巴胺的异常水平会引起一些疾病状况，如脑运动区域多巴胺的缺乏可导致帕金森病，其涉及不可控的肌肉震颤，而神经系统疾病如精神分裂症、社会焦虑或社会恐惧症与人体内存在过量的多巴胺有关。除此之外，脑前额叶皮质和额叶中多巴胺的含量异常分别会导致注意缺陷障碍和神经认知功能的下降，特别是记忆、注意力及解决问题能力。考虑到上述问题，在存在潜在干扰生物分子的情况下研发精确有效的测定多巴胺的方法对精神疾病诊断和临床生理学的应用是很有必要的。
常用检测多巴胺的方法包括分光光度法、化学发光法、荧光光度法、表面增强拉曼散射、液相色谱法、毛细管法等。然而这些检测多巴胺的方法无法满足需求，存在如复杂的样品前处理、费时、仪器昂贵等缺陷。此外，实际样品中的共存物将极大的干扰测定的准确度和精确度。因此，建立一种新的、高选择性和高灵敏度的传感器用于多巴胺的分析检测具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是多巴胺高选择性识别，制备一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器，提供一种快速、高选择性和高灵敏度检测多巴胺的方法。
所述的一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器制备过程如下：
（1）在电极表面电化学沉积金纳米粒子；
（2）在步骤（1）处理过的电极表面旋涂10~20 μL 2 mmol/L 4-巯基苯硼酸溶液，4℃下反应2小时；
（3）制备3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物；
（4）在步骤（2）制得的电极表面滴加一定浓度多巴胺溶液，室温下静止5分钟，超纯水清洗；
（5）在步骤（4）处理过的电极表面滴加10 μL 3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物，室温下静止5分钟，超纯水清洗；
（6）步骤（5）制得电极为工作电极，Pt电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，置于10mmol/L的H2O2溶液中，在0~0.8V电位下，扫速为50mV/s，通过差分脉冲伏安法测定电流强度。
本发明所述步骤（1）中电极可以为玻碳电极、金电极、导电玻璃、丝网印刷电极。
本发明所述步骤（1）中电极表面电化学沉积金纳米粒子制备方法：将电极依次用超纯水和无水乙醇超声清洗5 min，将电极置入5.0 mmol/L HAuCl4溶液中，循环伏安法沉积纳米金，沉积电位为-1.5~0 V，扫描圈数为20圈，扫速为100 mV/s。
本发明所述步骤（3）中3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物的制备方法：将2.0 mL 10 mmol/L Na2PdCl4溶液、0.5 mL 10 mmol/L HAuCl4溶液、0.1 g氯化十六烷基吡啶和25 mL 超纯水加入烧杯混合均匀，在搅拌下将新鲜配制的1.5mL抗坏血酸迅速加入上述溶液，将烧杯密封好后在35 ºC环境下静置3 h，产物用超纯水进行离心洗涤，转速8000转/分钟，离心5分钟，获得的PdAu纳米粒子，加入至1 mL 2 mmol/L的3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯溶液中，4℃下反应2小时，超纯水进行离心洗涤，转速8000转/分钟，离心5分钟，制备得到3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物。
本发明的有益效果
（1）本发明采用两种有机分子类夹心结构对多巴胺识别，免去抗体进行夹心检测，该方法成本低廉、实验操作简单，反应条件容易控制。
（2）本发明利用双分子识别性能，提高了对多巴胺的特异性识别，更加适用于实际样品的检测。
（3）本发明利用类酶PdAu双金属纳米粒子催化性能，避免了生物酶易失活的缺点，降低了检测环境的影响。
附图说明
图1 PdAu双金属纳米粒子透射电镜图。
图2 双分子识别多巴胺原理图。
图3 多巴胺浓度与电流强度关系曲线图。
具体实施方式
一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器的制备及检测
（1）在玻碳电极表面电化学沉积金纳米粒子，将玻碳电极依次用超纯水和无水乙醇超声清洗5 min，将电极置入5.0 mmol/L HAuCl4溶液中，循环伏安法沉积纳米金，沉积电位为-1.5~0 V，扫描圈数为20圈，扫速为100 mV/s。
（2）在步骤（1）制得的玻碳电极表面滴加10 μL 1 mmol/L 4-巯基苯硼酸溶液，4℃下反应2小时。
（3）制备3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物，将2.0mL 10 mmol/L Na2PdCl4溶液、0.5 mL 10 mmol/L HAuCl4溶液、 0.1 g氯化十六烷基吡啶和25 mL 超纯水加入烧杯混合均匀，在搅拌下将新鲜配制的1.5 mL抗坏血酸迅速加入上述溶液，将烧杯密封好后在35 ºC环境下静置3 h，将获得的产物用超纯水进行离心洗涤，转速8000转/分钟，离心5分钟，获得的PdAu纳米粒子，透射电镜表征见图1，将PdAu纳米粒子加入至1 mL 2 mmol/L的3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯溶液中，4℃下反应2小时，制备得到3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物。
（4）在步骤（2）制得的玻碳电极表面滴加一定浓度多巴胺或者样品溶液，室温下静止5分钟，超纯水冲洗电极。
（5）在步骤（4）处理过的玻碳电极表面滴加10μL 3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物，室温下静止5分钟，超纯水清洗电极，双分子识别多巴胺原理见图2。
（6）步骤（5）制得电极为工作电极，Pt电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，置于10 mmol/L的H2O2溶液中，在0~0.8V电位下，扫速为50mV/s，通过差分脉冲伏安法测定电流强度。
（7）根据多巴胺浓度和电流强度对应关系绘制曲线，结果见图3，测定多巴胺浓度线性范围为20 ~5000 nmol/L，检测限为8 nmol/L，线性回归方程为i=13.11lgc-16.14；
可以看出：制备的双分子夹心识别多巴胺电化学传感器具有宽的线性范围、高的灵敏度和低的检测限。

Claims (4)

1.本发明的目的为一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器制备，其特征是包括以下步骤：
（1）在电极表面电化学沉积金纳米粒子；
（2）在步骤（1）处理过的电极表面旋涂10~20 μL 2 mmol/L 4-巯基苯硼酸溶液，4℃下反应2小时；
（3）制备3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物；
（4）在步骤（2）制得的电极表面滴加一定浓度多巴胺溶液，室温下静止5分钟，超纯水清洗电极；
（5）在步骤（4）处理过的电极表面滴加10 μL 3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物，室温下静止5分钟，超纯水清洗电极；
（6）步骤（5）制得电极为工作电极，Pt电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，置于10mmol/L的H2O2溶液中，在0~0.8V电位下，扫速为50mV/s，通过差分脉冲伏安法测定电流强度。
2.根据权利要求1所述的一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器制备，其特征在于：步骤（1）中，电极可以为玻碳电极、金电极、导电玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器制备，其特征在于：步骤（1）中，电极表面电化学沉积金纳米粒子制备方法：将电极依次用超纯水和无水乙醇超声清洗5 min，将电极置入5.0 mmol/L HAuCl4溶液中，循环伏安法沉积纳米金，沉积电位为-1.5~0 V，扫描圈数为20圈，扫速为100 mV/s。
4.根据权利要求1所述的一种双分子夹心识别多巴胺电化学传感器制备，其特征在于：步骤（3）中，3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物的制备方法：将2.0 mL 10 mmol/L Na2PdCl4溶液、0.5 mL 10 mmol/L HAuCl4溶液、 0.1 g氯化十六烷基吡啶和25 mL 超纯水加入烧杯混合均匀，在搅拌下将新鲜配制的1.5 mL抗坏血酸迅速加入上述溶液，将烧杯密封好后在35 ºC环境下静置3 h，产物用超纯水进行离心洗涤，转速8000转/分钟，离心5分钟，获得的PdAu纳米粒子，加入至1 mL 2 mmol/L的3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯溶液中，4℃下反应2小时，超纯水进行离心洗涤，转速8000转/分钟，离心5分钟，制备得到3,3'-二硫代二丙酸二(N-琥珀酰亚胺)酯@PdAu纳米粒子复合物。
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