CN109856208A - 检测溶液中过氧化氢浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了检测溶液中过氧化氢浓度的方法，包括：制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极；配制不同浓度的过氧化氢标准溶液；以氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极为工作电极，采用计时电流法依次对每份过氧化氢标准溶液进行检测，得到计时电流图，记录每份过氧化氢标准溶液的浓度及其对应的电流强度，并进行回归分析，得到过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式；获取待测缓冲溶液对应的电流强度，根据过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式，推导出待测缓冲溶液中的过氧化氢的浓度。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
本发明涉及过氧化氢检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种检测溶液中过氧化氢浓度的方法。
背景技术
过氧化氢是一种非常重要且简单的化合物，常用于食品制造，环境保护以及临床和制药领域。在生物体中，过氧化氢在调节多种生物过程中起主要作用，例如免疫细胞活化，肾功能和细胞内细胞信号传导。此外，血浆中过量的过氧化氢会干扰细胞增殖和胰岛素信号传导，从而引起各种疾病，如癌症，帕金森病和心血管疾病。因此，开发快速，准确，灵敏且低成本的过氧化氢传感器非常重要。目前，测定过氧化氢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。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种检测溶液中过氧化氢浓度的方法，该方法操作简单、检测快速、灵敏度高。
为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种检测溶液中过氧化氢浓度的方法，包括：
步骤一、制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极；
步骤二、用PBS缓冲溶液配制不同浓度的过氧化氢标准溶液；
步骤三、以步骤一制备的所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极为工作电极，搭建三电极体系，采用计时电流法依次对步骤二中制备的每份过氧化氢标准溶液进行检测，得到计时电流图，记录每份过氧化氢标准溶液的浓度及其对应的电流强度，并进行回归分析，得到过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的过氧化氢加入PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，采用计时电流法对所述待测缓冲溶液进行检测，获得所述待测缓冲溶液的计时电流图及对应的电流强度，根据步骤三中得到的过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出所述待测缓冲溶液中过氧化氢的浓度。
优选的是，所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，步骤二中，PBS缓冲溶液的pH为7.4，浓度为0.02mol/L，过氧化氢的浓度依次为1×10-4mol/L、2×10-4mol/L、5×10-4mol/L、1×10-3mol/L、5×10-3mol/L。
优选的是，所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，步骤一中，所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极的制备方法为：
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，接着置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后用超纯水清洗，置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；
步骤b、用移液枪移取5μL氨基化还原氧化石墨烯，滴在所述预处理玻碳电极的表面，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氯铂酸和硫酸混合液中，经恒电位电沉积法沉积后，取出，用超纯水冲洗，置于室温晾干，即得。
优选的是，所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，步骤b中，所述氨基化还原氧化石墨烯在用移液枪移取前用超声处理5min，所述氨基化还原氧化石墨烯的浓度为0.5mg/mL。
优选的是，所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，步骤c中，所述氯铂酸和硫酸混合液中氯铂酸的浓度为2mM，硫酸的浓度为0.1M。
优选的是，所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，步骤c中，恒电位电沉积法的沉积电位为-0.2V，沉积时间为350s。
优选的是，所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，步骤b中，所述预处理玻碳电极在用氨基化还原氧化石墨烯修饰之前还经过下述处理：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。
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金属修饰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金属修饰电极进行过氧化氢的检测，Pt金属对过氧化氢具有良好的催化效果，且检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低。
第三、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金属协同作用，催化过氧化氢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，降低对过氧化氢的检出限。
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是是本发明实施例1中不同浓度的过氧化氢标准溶液对应的计时电流图；
图2是本发明实施例1中过氧化氢的标准曲线图。
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：
本发明提供一种检测溶液中过氧化氢浓度的方法，包括：
步骤一、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，接着置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后用超纯水清洗，置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；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，滴在所述预处理玻碳电极的表面，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；将所述氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极浸没于2mM氯铂酸和0.1M硫酸混合液中，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，置于室温晾干，得氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极；
步骤二、用PBS缓冲溶液配制不同浓度的过氧化氢标准溶液，其中，PBS缓冲溶液的pH为7.4，浓度为0.02mol/L，过氧化氢的浓度依次为1×10-4mol/L、2×10-4mol/L、5×10- 4mol/L、1×10-3mol/L、5×10-3mol/L；
步骤三、以步骤一制备的所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极为工作电极，搭建三电极体系，采用计时电流法依次对步骤二中制备的每份过氧化氢标准溶液进行检测，得到计时电流图，记录每份过氧化氢标准溶液的浓度及其对应的电流强度，并进行回归分析，得到过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的过氧化氢加入PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，所述待测缓冲溶液的pH值为7.4，PBS浓度为0.02mol/L，采用计时电流法对所述待测缓冲溶液进行检测，获得所述待测缓冲溶液的计时电流图及对应的电流强度，根据步骤三中得到的过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出所述待测缓冲溶液中过氧化氢的浓度。
其中，计时电流法的测试参数为：
仪器型号(Instrument Model)：CHI760E
起始电位(Init E)(V)＝0
样品间隔(Sample Interval)(s)＝0.1
运行时间(Run time)(sec)＝1800
运行期间比例(Scales during Run)＝1
灵敏度(Sensitivity)(A/V)＝1e-6
根据实施例1的方法得到的不同浓度的过氧化氢标准溶液对应的计时电流图如图1所示，过氧化氢标准曲线如图2所示。从图1和图2可知，待测溶液对应的电流强度随过氧化氢的浓度的增加而增强，且电流强度与过氧化氢浓度有良好的线性关系，Y＝1.48+0.0174X，R2＝0.9997。
本实施例制得的氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极对过氧化氢的检出限为9.48×10-6mol/L。
实施例2：
本发明提供一种检测溶液中过氧化氢浓度的方法，包括：
步骤一、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，接着置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后用超纯水清洗，置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；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；再取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，滴在所述预处理玻碳电极的表面，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；将所述氨基化还原氧化石墨烯修饰玻碳电极浸没于2mM氯铂酸和0.1M硫酸混合液中，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，置于室温晾干，得氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极；
步骤二、用PBS缓冲溶液配制不同浓度的过氧化氢标准溶液，其中，PBS缓冲溶液的pH为7.4，浓度为0.02mol/L，过氧化氢的浓度依次为1×10-4mol/L、2×10-4mol/L、5×10- 4mol/L、1×10-3mol/L、5×10-3mol/L；
步骤三、以步骤一制备的所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极为工作电极，搭建三电极体系，采用计时电流法依次对步骤二中制备的每份过氧化氢标准溶液进行检测，得到计时电流图，记录每份过氧化氢标准溶液的浓度及其对应的电流强度，并进行回归分析，得到过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的过氧化氢加入PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，所述待测缓冲溶液的pH值为7.4，PBS浓度为0.02mol/L，采用计时电流法对所述待测缓冲溶液进行检测，获得所述待测缓冲溶液的计时电流图及对应的电流强度，根据步骤三中得到的过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出所述待测缓冲溶液中过氧化氢的浓度。
本实施例制得的氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极对过氧化氢的检出限为6.87×10-7mol/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 (7)
1.检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，包括：
步骤一、制备氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极；
步骤二、用PBS缓冲溶液配制不同浓度的过氧化氢标准溶液；
步骤三、以步骤一制备的所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极为工作电极，搭建三电极体系，采用计时电流法依次对步骤二中制备的每份过氧化氢标准溶液进行检测，得到计时电流图，记录每份过氧化氢标准溶液的浓度及其对应的电流强度，并进行回归分析，得到过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式；
步骤四、将待测未知浓度的过氧化氢加入PBS缓冲溶液中，制得待测缓冲溶液，采用计时电流法对所述待测缓冲溶液进行检测，获得所述待测缓冲溶液的计时电流图及对应的电流强度，根据步骤三中得到的过氧化氢浓度与电流强度的关系方程式，即可推导出所述待测缓冲溶液中过氧化氢的浓度。
2.如权利要求1所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，步骤二中，PBS缓冲溶液的pH为7.4，浓度为0.02mol/L，过氧化氢的浓度依次为1×10-4mol/L、2×10-4mol/L、5×10-4mol/L、1×10-3mol/L、5×10-3mol/L。
3.如权利要求1所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，步骤一中，所述氨基化还原氧化石墨烯和Pt金属修饰电极的制备方法为：
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，接着置于超纯水和乙醇中超声10min，超声完成后用超纯水清洗，置于室温下晾干，得预处理玻碳电极；
步骤b、用移液枪移取5μL氨基化还原氧化石墨烯，滴在所述预处理玻碳电极的表面，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氯铂酸和硫酸混合液中，经恒电位电沉积法沉积后，取出，用超纯水冲洗，置于室温晾干，即得。
4.如权利要求3所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，步骤b中，所述氨基化还原氧化石墨烯在用移液枪移取前用超声处理5min，所述氨基化还原氧化石墨烯的浓度为0.5mg/mL。
5.如权利要求3所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，步骤c中，所述氯铂酸和硫酸混合液中氯铂酸的浓度为2mM，硫酸的浓度为0.1M。
6.如权利要求3所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，步骤c中，恒电位电沉积法的沉积电位为-0.2V，沉积时间为350s。
7.如权利要求3所述的检测溶液中过氧化氢浓度的方法，其特征在于，步骤b中，所述预处理玻碳电极在用氨基化还原氧化石墨烯修饰之前还经过下述处理：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。
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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 | ||
| 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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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210330 Address after: 315012 room 1025, Liyuan North Road, Haishu District, Ningbo, Zhejiang, China, 755 Applicant after: Ningbo yuanzhicube Energy Technology 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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210616 Address after: 274020 north of the west section of TIANSU Road, dongguantun Town, Juye County, Heze City, Shandong Province Applicant after: Heze Jufeng new energy Co.,Ltd. Address before: 315012 room 1025, Liyuan North Road, Haishu District, Ningbo, Zhejiang, China, 755 Applicant before: Ningbo yuanzhicube Energy Technology Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |