CN109856206B - 多巴胺浓度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多巴胺浓度的检测方法，包括：制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt‑Au双金属修饰玻碳电极；配制不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液；将制备好的氨基化还原氧化石墨烯和Pt‑Au双金属修饰玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，利用差分脉冲伏安法对多巴胺的PBS缓冲溶液进行检测，获得不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线，并建立多巴胺浓度与电流强度的关系方程式；测定待测缓冲溶液的差分脉冲伏安曲线及对应的电流强度，根据多巴胺浓度与电流强度的关系方程式，推导出待测缓冲溶液中的多巴胺浓度。本发明具有操作简单，灵敏度高、检测限低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及多巴胺检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种多巴胺浓度的检测方法。
背景技术
目前，检测多巴胺的方法主要有液相色谱，化学发光，毛细管电泳，荧光技术，质谱法和分光光度法等，这些技术虽然应用比较广泛，但使用的仪器昂贵、试剂消耗量大且分析时间较长，不能满足现场快速检测的需求。多巴胺具有电化学活性，容易被氧化，因此可用电化学方法进行检测，如本课题组之前公开的检测溶液中多巴胺浓度的方法(申请号：201710765619.5)，其利用碳点溶液和氨基化还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极测定溶液中的多巴胺浓度，检测原理为：以氨基还原氧化石墨烯作为载体，通过-NH2和-COOH的结合将碳点修饰在氨基还原氧化石墨烯表面，得到表面带负电性的复合载体，在检测多巴胺时，复合载体通过较大的比表面积和静电作用，吸附正电性的多巴胺分子同时排斥负电性的坑坏血酸分子，抗干扰能力强。
在电化学分析领域中，Au和Pt都有很好的电催化性能，但由于Pt催化剂的高成本和差稳定性，使其应用受到限制。具有可控表面微结构和构造非均匀界面结构的合金是提高Pt基催化剂电催化性能的重要手段。Au在提高催化剂的催化性能方面起着重要的作用，并且由于其在本体状态中的惰性，因此，Au-Pt纳米催化剂有望为共氧化提供协同电催化活性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极检测多巴胺的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行混合样品溶液中多巴胺的高灵敏识别。
为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种多巴胺浓度的检测方法，包括：
步骤一、制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极；
步骤二、配制不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液；
步骤三、将制备好的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，将所述三电极体系依次放入上述多巴胺的PBS缓冲溶液中，利用差分脉冲伏安法对多巴胺的PBS缓冲溶液进行检测，获得不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线，并建立多巴胺浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的多巴胺加入至PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，采用步骤三的方法获得待测缓冲溶液的差分脉冲伏安曲线及对应的电流强度，根据所述多巴胺浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出待测缓冲溶液中的多巴胺浓度。
优选的是，所述的多巴胺浓度的检测方法，步骤一中所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极的制备方法为：
步骤a、依次用0.5μm，0.3μm和0.05μm的α-A12O3粉末将玻碳电极表面打磨成镜面，用超纯水将玻碳电极表面冲洗干净，接着将玻碳电极依次置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后的玻碳电极用超纯水清洗，再置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；
步骤b、取1ml浓度为0.5mg/ml的氨基化还原氧化石墨烯超声处理5min，用移液枪移取5μL已经超声处理过的氨基化还原氧化石墨烯，将其滴加在所述预处理玻碳电极的表面，然后置于红外线快速干燥箱中干燥20分钟后取出，冷却至室温，得氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极；
步骤c、将所述氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极浸没于2mM H2PtCl6、2mMH2AuCl4和0.1M H2SO4的混合液中，在-0.2V电位下，采用恒电位电沉积法沉积350s，取出，用超纯水冲洗后置于室温晾干，即得所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极。
优选的是，所述的多巴胺浓度的检测方法，步骤二中所述不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液中多巴胺的浓度依次为0mol/L、5×10-7mol/L、1×10-6mol/L、3×10-6mol/L、5×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10-5mol/L。
优选的是，所述的多巴胺浓度的检测方法，步骤二中选用的PBS缓冲溶液的浓度均为0.01mol/L，pH值为6.0。
优选的是，所述的多巴胺浓度的检测方法，步骤b中，采用氨基化还原氧化石墨烯修饰预处理玻碳电极之前还包括，用移液枪向所述预处理玻碳电极表面滴加5μL的铈/二氧化硅分散液，然后置于红外线快速干燥箱中干燥20分钟后取出，冷却至室温，所述铈/二氧化硅分散液的制备方法为：将0.5gCe(NO3)3·6H2O溶于100ml去离子水中，再加入25g纳米二氧化硅，充分搅拌后，静置24h，然后转入真空干燥箱内，于100℃下干燥14h，再转入马弗炉中，以升温速率15℃/min升温至300℃，保温10min，再以升温速率5℃/min升温至500℃，保温2h，冷却后，取出，溶于50ml去离子水中，超声处理10min，即得。
优选的是，所述的多巴胺浓度的检测方法，还包括，在步骤c之后，将所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极放入磁化器中进行磁化处理，具体为：先将所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极于10T的磁场强度下处理10min，再于14T的磁场强度下处理15min，最后于20T的磁场强度下处理15min。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、本发明提供的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极的电子传递速率快，稳定性好，制备简单，操作方便。
第二、采用本发明的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极进行多巴胺的检测，氨基化还原氧化石墨烯可以与多巴胺的苯基形成π-π共轭，增强它们之间的静电作用，在吸引更多的多巴胺分子到达电极表面同时，氨基化还原氧化石墨烯具有的优良导电性能，还可以提高电子传输速率，在氨基化还原氧化石墨烯上电沉积Au-Pt双金属，可以增强多巴胺的催化效果，达到信号放大的作用，Au-Pt/NH2-rGO/GCE综合了NH2-rGO的优良电导率和Au-Pt双金属催化剂的优异催化性能，用于测定多巴胺具有高灵敏度和高选择性的性能，实现了检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可对实际样品进行高灵敏的快速检测。
第三、在采用氨基化还原氧化石墨烯修饰预处理玻碳电极之前，用铈/二氧化硅修饰玻碳电极，一方面，铈/二氧化硅可增强氨基化还原氧化石墨烯与玻碳电极的结合强度，避免电极在反复多次使用后出现修饰层卷曲，分层，提高电极的稳定性，另一方面，铈能与Pt-Au双金属协同作用，催化多巴胺与氨基化还原氧化石墨烯反应，加快电子传递速率，提高检测的灵敏度。
第四、将氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极放入磁化器中进行逐级磁化处理，可活化Pt-Au双金属，提高其电催化活性，降低对多巴胺的检出限。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明实施例1中不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线图；
图2是本发明实施例1中多巴胺的标准曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种多巴胺浓度的检测方法，包括：
步骤一、制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极；
步骤二、配制不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液；
步骤三、将制备好的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，其中，辅助电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极，将所述三电极体系依次放入上述多巴胺的PBS缓冲溶液中，利用差分脉冲伏安法对多巴胺的的PBS缓冲溶液进行检测，获得不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线，并建立多巴胺浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的多巴胺加入至PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，采用步骤三的方法获得待测缓冲溶液的差分脉冲伏安曲线及对应的电流强度，根据所述多巴胺浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出待测缓冲溶液中的多巴胺浓度。
其中，步骤一中所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极的制备方法为：步骤a、依次用0.5μm，0.3μm和0.05μm的α-A12O3粉末将玻碳电极表面打磨成镜面，用超纯水将玻碳电极表面冲洗干净，接着将玻碳电极依次置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后的玻碳电极用超纯水清洗，再置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；步骤b、取1ml浓度为0.5mg/ml的氨基化还原氧化石墨烯超声处理5min，用移液枪移取5μL已经超声处理过的氨基化还原氧化石墨烯，将其滴加在所述预处理玻碳电极的表面，然后置于GJ-1A型红外线快速干燥箱中干燥20分钟后取出，冷却至室温，得氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极；步骤c、将所述氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极浸没于2mM H2PtCl6、2mM H2AuCl4和0.1M H2SO4的混合液中，在-0.2V电位下，采用恒电位电沉积法沉积350s，取出，用超纯水冲洗后置于室温晾干，即得所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极；
步骤二中所述不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液中多巴胺的浓度依次为0mol/L、5×10-7mol/L、1×10-6mol/L、3×10-6mol/L、5×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10-5mol/L；
步骤二中选用的PBS缓冲溶液的浓度均为0.01mol/L，pH值为6.0，步骤四中的所述待测缓冲溶液的pH值为6.0，PBS浓度为0.01mol/L；
步骤三中，差分脉冲伏安法的测试参数设置为：仪器型号CHI760E，起始电位0.08V，终止电位0.48V，振幅0.05V，脉冲宽度0.5s，样品间隔0.0167s，脉冲周期0.5s，静止时间2s，灵敏度1e-4A/V。
根据实施例1的方法得到如图1所示的不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线图，其中，当所述不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液中多巴胺的浓度依次为0mol/L、5×10-7mol/L、1×10-6mol/L、3×10-6mol/L、5×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10- 5mol/L时，对应的差分脉冲伏安曲线依次为a、b、c、d、e、f、g，图2是在图1的基础上，以多巴胺浓度为横坐标，多巴胺浓度对应的电流强度为纵坐标绘制的标准曲线。从图1、图2可看出，待测溶液对应的电流强度随多巴胺的浓度的增加而增强，且电流强度与多巴胺浓度有良好的线性关系，Y＝-0.1477-0.1433X，R2＝0.9939。
本实施例制得的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极对多巴胺的检出限为1.1×10-7mol/L。
实施例2：
在实施例1的基础上，步骤b中，采用氨基化还原氧化石墨烯修饰预处理玻碳电极之前还包括，用移液枪向所述预处理玻碳电极表面滴加5μL的铈/二氧化硅分散液，置于GJ-1A型红外线快速干燥箱中干燥20分钟后取出，冷却至室温，所述铈/二氧化硅分散液的制备方法为：将0.5gCe(NO3)3·6H2O溶于100ml去离子水中，再加入25g纳米二氧化硅，充分搅拌后，静置24h，然后转入真空干燥箱内，于100℃下干燥14h，再转入马弗炉中，以升温速率15℃/min升温至300℃，保温10min，再以升温速率5℃/min升温至500℃，保温2h，冷却后，取出，溶于50ml去离子水中，超声处理10min，即得。
本实施例制得的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极对多巴胺的检出限为8.2×10-8mol/L。
实施例3：
在实施例2的基础上，还包括，在步骤c之后，将所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极放入磁化器中进行磁化处理，具体为：先将所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极于10T的磁场强度下处理10min，再于14T的磁场强度下处理15min，最后于20T的磁场强度下处理15min。
本实施例制得的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极对多巴胺的检出限为4.7×10-8mol/L。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (4)
1.多巴胺浓度的检测方法，其特征在于，包括：
步骤一、制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极；
步骤二、配制不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液；
步骤三、将制备好的氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，将所述三电极体系依次放入上述多巴胺的PBS缓冲溶液中，利用差分脉冲伏安法对多巴胺的PBS缓冲溶液进行检测，获得不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线，并建立多巴胺浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的多巴胺加入至PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，采用步骤三的方法获得待测缓冲溶液的差分脉冲伏安曲线及对应的电流强度，根据所述多巴胺浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出待测缓冲溶液中的多巴胺浓度；
步骤一中所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极的制备方法为：
步骤a、依次用0.5μm，0.3μm和0.05μm的α-A12O3粉末将玻碳电极表面打磨成镜面，用超纯水将玻碳电极表面冲洗干净，接着将玻碳电极依次置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后的玻碳电极用超纯水清洗，再置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；
步骤b、取1ml浓度为0.5mg/ml的氨基化还原氧化石墨烯超声处理5min，用移液枪移取5μL已经超声处理过的氨基化还原氧化石墨烯，将其滴加在所述预处理玻碳电极的表面，然后置于红外线快速干燥箱中干燥20分钟后取出，冷却至室温，得氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极；
步骤c、将所述氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极浸没于2mM H2PtCl6、2mM H2AuCl4和0.1M H2SO4的混合液中，在-0.2V电位下，采用恒电位电沉积法沉积350s，取出，用超纯水冲洗后置于室温晾干，即得所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极；
步骤b中，采用氨基化还原氧化石墨烯修饰预处理玻碳电极之前还包括，用移液枪向所述预处理玻碳电极表面滴加5μL的铈/二氧化硅分散液，然后置于红外线快速干燥箱中干燥20分钟后取出，冷却至室温，所述铈/二氧化硅分散液的制备方法为：将0.5gCe(NO3)3·6H2O溶于100ml去离子水中，再加入25g纳米二氧化硅，充分搅拌后，静置24h，然后转入真空干燥箱内，于100℃下干燥14h，再转入马弗炉中，以升温速率15℃/min升温至300℃，保温10min，再以升温速率5℃/min升温至500℃，保温2h，冷却后，取出，溶于50ml去离子水中，超声处理10min，即得。
2.如权利要求1所述的多巴胺浓度的检测方法，其特征在于，步骤二中所述不同浓度的多巴胺的PBS缓冲溶液中多巴胺的浓度依次为0mol/L、5×10-7mol/L、1×10-6mol/L、3×10- 6mol/L、5×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10-5mol/L。
3.如权利要求1所述的多巴胺浓度的检测方法，其特征在于，步骤二中选用的PBS缓冲溶液的浓度均为0.01mol/L，pH值为6.0。
4.如权利要求1所述的多巴胺浓度的检测方法，其特征在于，还包括，在步骤c之后，将所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极放入磁化器中进行磁化处理，具体为：先将所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt-Au双金属修饰玻碳电极于10T的磁场强度下处理10min，再于14T的磁场强度下处理15min，最后于20T的磁场强度下处理15min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 530001 NO.175, East Mingxiu Road, XiXiangTang District, Nanning City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Applicant after: NANNING NORMAL University Address before: 530001 NO.175, East Mingxiu Road, XiXiangTang District, Nanning City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Applicant before: Guangxi Normal University |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210104 Address after: 9 / F, building a, International Students Pioneer Park, 77 Kecheng Road, Jiulongpo District, Chongqing 400000 Applicant after: CHONGQING KINGMED DIAGNOSTICS Co.,Ltd. Address before: 530001 NO.175, East Mingxiu Road, XiXiangTang District, Nanning City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Applicant before: NANNING NORMAL University |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |