CN111693593B - 一种二氧化硅均孔膜用于血液中h2s的电化学发光检测方法 - Google Patents

一种二氧化硅均孔膜用于血液中h2s的电化学发光检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二氧化硅均孔膜用于血液中H2S的电化学发光检测方法。首先通过电化学辅助方法法制备二氧化硅均孔膜修饰电极，通过共价方法在二氧化硅均孔膜孔道中枝接叠氮基团；在H2S存在下，二氧化硅均孔膜中的叠氮基团被还原为氨基基团，从而改变了二氧化硅均孔膜孔道的表面电荷，排斥带正电荷的三联吡啶钌和三丙胺分子进入二氧化硅均孔膜孔道，降低其电化学发光信号；基于三联吡啶钌的电化学发光信号绘制工作曲线；利用该方法检测血液样品中的H2S。

Description

一种二氧化硅均孔膜用于血液中H2S的电化学发光检测方法
技术领域
本发明涉及血液中H2S的检测方法，具体的说一种二氧化硅均孔膜制备用于电化学发光检测H2S。
背景技术
生命在新陈代谢活动中，需要各种活性物质参与信号传导与能量传递。其中，硫化氢（H2S）分子在在生命活动中未一种神经调节因子，广泛参与生理活动。硫化氢浓度过高或过低都可以引起神经系统疾病。因此，发展高效检测硫化氢的检测方法十分必要。目前已用于测定硫化氢的方法主要有色谱法、荧光光谱法、电化学法等。色谱法可精确检测硫化氢，但这种方法收集的气体样品不稳定，而且对操作人员的要求比较高。荧光探针分子通常涉及复杂繁琐的合成和提纯步骤。对于复杂的生物样品，容易在电极表面吸附产生电极钝化，为了提高电化学测试结果的准确性，通常需要复杂的样品预处理过程。因此，建立一种高灵敏和便捷的检测硫化氢的方法，成为该领域亟需解决的问题之一。
二氧化硅均孔膜是一种孔径在2-50 nm范围且尺寸均一的一种薄膜，可通过电化学辅助、Stöber溶液生长及油诱导自组装等方法在固体表面生长。本文中所制备二氧化硅均孔膜的孔径为~2.3 nm，可分离生物样品中的大分子，避免生物分子对电极产生钝化，可提高检测的准确性和灵敏度；通过在二氧化硅均孔膜表面共价接枝与硫化氢具有特异性反应的叠氮基团，提高对硫化氢检测的选择性。此外，电化学发光是化学发光和电化学发光相结合的一种技术，具有灵敏度高、反应可控、无背景干扰等优点。将电化学发光方法和二氧化硅均孔膜修饰电极相结合，可构建高灵敏度、高选择性和准确性的硫化氢传感器。
发明内容
本发明的目的在于建立一种二氧化硅均孔膜用于H2S的电化学发光检测方法。
所述的一种二氧化硅均孔膜用于H2S的电化学发光检测方法过程如下：
（1）制备二氧化硅均孔膜修饰的工作电极；
（2）制备叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜修饰的工作电极；
（3）将（2）制得的电极浸入不同浓度的S2-标准溶液中反应一定时间；
（4）将（3）制得电极置于含发光分子和共反应剂的缓冲溶液中，测其电化学发光信号，根据不同浓度S2-标准溶液处理后电极的电化学发光信号构建标准曲线；
（5）将（3）制备的电极浸入到血清样品中，反应一段时间，冲洗电极，测量电极在发光分子和共反应剂溶液中的电化学发光信号，检测血样中H2S。
所述的一种二氧化硅均孔膜用于检测血液内H2S的电化学检测方法具体步骤如下：
（1）二氧化硅均孔膜修饰电极的制备：首先将氧化铟锡（ITO）玻璃电极置于NaOH、丙酮、乙醇、去离子水中各超声30 min处理，吹干备用。将1.58 g十六烷基溴化铵（CTAB）、3.3 g正硅酸乙酯溶解于20 mL pH 2.7硝酸钠和20 mL无水乙醇中，室温搅拌3.0 h得到澄清溶液；将ITO电极浸入到上述溶液中，-1.3 V下反应7 s后用水冲洗电极，随后置于100oC烘箱中烘干过夜；在含有0.1 M盐酸的乙醇溶液中搅拌15 min将二氧化硅孔道中的CTAB分子除去；即可得到二氧化硅均孔膜修饰电极。
（2）发明所述的含叠氮基团的分子为3-叠氮丙基三甲氧基硅烷。
（3）叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜修饰电极的制备：将（1）制得电极浸入到含0.5 mL 3-叠氮丙基三甲氧基硅烷的25 mL二氯乙烷溶液中，在搅拌下反应6.0 h；反应完后，将电极取出，用二氯乙烷清洗，60oC下干燥2.0 h即可得到叠氮基团共价接枝的二氧化硅均孔膜修饰电极。
（4）将（3）制得电极浸入到一系列不同浓度S2-标准溶液中反应2.0 h。
（5）将（4）制得电极置于含0.01 mM三联吡啶钌和0.15 mM三丙胺的0.1 M pH 6.7磷酸缓冲液中，采用循环伏安法测试，收集电化学发光信号，扫描电位范围为0.8-1.3 V；根据S2-标准溶液浓度与电化学发光信号构建标准曲线。
（6）血清样品制备：取3 mL新鲜血液，放入离心机中12000转离心20 min，取上层清夜。
（7）将（3）制得电极浸入含0.02 mL血清样品的0.1 M pH 6.7磷酸缓冲液中反应2.0 h，清洗后置于含0.01 mM三联吡啶钌和0.15 mM三丙胺的0.1 M pH 6.7磷酸缓冲液中，采用循环伏安法测试，收集电化学发光信号，扫描电位范围为0.8-1.3 V。
本发明的有益效果：
（1）本发明采用电化学辅助方法制备出孔径均一、传质速度快的二氧化硅均孔膜。
（2）本发明所述的叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜选择性强，可特异性识别硫化氢。
（3）本发明用于硫化氢的检测，具有稳定性好、灵敏度高。
具体实施方式
下面对本发明的详细实施例进行说明：一种二氧化硅均孔膜用于检测血液内H2S的电化学发光检测方法。
实施例1：血液中H2S检测
（1）二氧化硅均孔膜修饰电极的制备：首先将氧化铟锡（ITO）玻璃电极置于NaOH、丙酮、乙醇、去离子水中各超声30 min处理，吹干备用。将1.58 g十六烷基溴化铵（CTAB）、3.3 g正硅酸乙酯溶解于20 mL pH 2.7硝酸钠和20 mL无水乙醇中，室温搅拌3.0小时得到澄清溶液；将ITO电极浸入到上述溶液中，-1.3 V下反应7 s后用水冲洗电极，随后置于100oC烘箱中烘干过夜；在含有0.1 M盐酸的乙醇溶液中搅拌15 min将二氧化硅孔道中的CTAB分子除去；即可得到二氧化硅均孔膜修饰电极。
（2）叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜修饰电极的制备：将（1）制得电极浸入到含0.5 mL 3-叠氮丙基三甲氧基硅烷的25 mL二氯乙烷溶液中，在搅拌下反应6.0 h；反应完后，将电极取出，用二氯乙烷清洗，60oC下干燥2.0 h即可得到叠氮基团共价接枝的二氧化硅均孔膜修饰电极。
（3）将（2）制得电极浸入到一系列不同浓度S2-标准溶液中反应2.0 h。
（4）将（3）制得电极置于含0.01 mM三联吡啶钌和0.15 mM三丙胺的0.1 M pH 6.7磷酸缓冲液中，采用循环伏安法测试，收集电化学发光信号，扫描电位范围为0.8-1.3 V；根据S2-标准溶液浓度与电化学发光信号构建标准曲线。
（5）血液中硫化氢检测：取3 mL新鲜血液，放入离心机中12000转离心20 min，取上层清夜，得到血清样品。将（2）制得电极置于浸入含进入含0.02 mL血清样品的0.1 M pH6.7磷酸缓冲液中反应2.0 h，清洗后置于含0.01 mM三联吡啶钌和10.15 mM三丙胺的0.1 MpH 6.7磷酸缓冲液中，采用循环伏安法测试，收集电化学发光信号，扫描电位范围为0.8-1.3 V。因此，基于二氧化硅均孔膜孔道共价接枝叠氮基团用于检测硫化氢，该方法实现了灵敏度高、操作简单检测硫化氢。

Claims (4)

1.一种二氧化硅均孔膜用于检测血液内H2S的电化学发光检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备二氧化硅均孔膜修饰的工作电极；
（2）制备叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜修饰的工作电极；
所述叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜修饰的工作电极的制备步骤如下：将步骤（1）制得的电极浸入到含0.5mL 3-叠氮丙基三甲氧基硅烷的25mL二氯乙烷溶液中，在搅拌下反应6.0h；反应完后，将电极取出，用二氯乙烷清洗，60℃下干燥2.0h即可得到叠氮基团共价接枝二氧化硅均孔膜修饰的工作电极；
（3）将步骤（2）制得的电极浸入不同浓度的S2-标准溶液中反应一定时间；
（4）将步骤（3）制得的电极置于含发光分子和共反应剂的缓冲溶液中，测其电化学发光信号，根据不同浓度S2-标准溶液处理后电极的电化学发光信号构建标准曲线；
（5）将步骤（2）制备的电极浸入到血清样品中，反应一段时间，冲洗电极，测量电极在发光分子和共反应剂溶液中的电化学发光信号，检测血样中H2S；
步骤（1）中，所述的二氧化硅均孔膜修饰的工作电极的制备步骤如下：首先将氧化铟锡玻璃电极置于NaOH、丙酮、乙醇、去离子水中各超声30min处理，吹干备用；将1.58g十六烷基溴化铵（CTAB）、3.3g正硅酸乙酯溶解于20mL pH2.7硝酸钠和20mL无水乙醇中，室温搅拌3.0h得到澄清溶液；将氧化铟锡玻璃电极浸入到上述溶液中，-1.3V下反应10s后用水冲洗电极，随后置于100℃烘箱中烘干过夜；在含有0.1M盐酸的乙醇溶液中搅拌15min将二氧化硅孔道中的CTAB分子除去；即可得到二氧化硅均孔膜修饰的工作电极。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅均孔膜用于检测血液内H2S的电化学发光检测方法，其特征在于：步骤（3）中，将步骤（2）制得电极浸入到一系列不同浓度S2-标准溶液中反应2.0h。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅均孔膜用于检测血液内H2S的电化学发光检测方法，其特征在于：步骤（4）中，将步骤（3）制得电极置于含0.01mM三联吡啶钌和0.15mM三丙胺的0.1M pH6.7磷酸缓冲液中，采用循环伏安法测试，收集电化学发光信号，扫描电位范围为0.8-1.3V；根据S2-标准溶液浓度与电化学发光信号构建标准曲线。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅均孔膜用于检测血液内H2S的电化学发光检测方法，其特征在于：步骤（5）中，将步骤（2）制得电极浸入含0.02mL血清样品的0.1M pH6.7磷酸缓冲液中反应2.0h，清洗后置于含0.01mM三联吡啶钌和0.15mM三丙胺的0.1M pH6.7磷酸缓冲液中，采用循环伏安法测试，收集电化学发光信号，扫描电位范围为0.8-1.3V。
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