CN114324512B - 羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚l-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极、制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种羟基磷灰石‑离子液体/甲硫氨酸/聚L‑苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极、制备方法和应用，属于玻碳电极技术领域，将玻碳电极在铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，取出干燥后，在表面滴加纳米羟基磷灰石悬浊液，干燥后，依次在离子液体、聚L‑甲硫氨酸溶液、聚L‑苯丙氨酸溶液和磷酸盐缓冲溶液依次进行循环伏安法连续扫描，每次扫描结束后，取出干燥后进行下一步，制得该修饰玻碳电极。本发明制得的复合电极用于对卡马西平的测定，检出限可达5.0×10‑9mol/L，线性范围有3个数量级，并且稳定性、使用寿命都比较高。
Description
技术领域
本发明涉及玻碳电极技术领域，具体涉及羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极、制备方法和应用。
背景技术
治疗精神类的药物有很多，卡马西平(CBZ)就是其中的一种。它的功效是降低神经细胞膜对Na+和Ca2+的通透性，从而利用这个原理降低细胞的兴奋性。它也可以增强GABA的突触传递功能。抗惊厥的机制目前还不清楚，有点类似苯妥英，对突触部位的后期强化的抑制，限制了致痫灶不正常放电的扩散。也可以控制丘脑前腹核内的电活动，但是它的意义还不完全清楚。但是服用过量也会产生剧烈眩晕、呼吸不规律、心跳不正常的加快等严重的危害。急性中毒的症状和体征通常在一次性过量摄入后1-3小时的时间内发生。神经肌肉表现的症状为不安、肌肉抽动、震颤、舞蹈类的动作、心跳加快、血压高或血压低、休克和传导障碍等心血管症状都有可能发生，逐渐由轻转重。所以检测其浓度就具有及其重要的意义。
目前，卡马西平的测定方法主要有高效液相色谱法、分光光度法、化学发光法和电化学法。这些方法通常需对样品进行预处理，步骤烦琐、耗时长，且大多需要大型分析仪器、价格昂贵，不能满足现场快速测定的要求。电化学法具有简便、快速、成本低和灵敏度高等优点。目前，已有一些关于用纳米材料修饰电极快速检测卡马西平的文献报道。
利用各种化学方法修饰裸电极来检测物质是当前最广泛的电分析化学和电化学的前沿领域之一。原理是在裸电极表面修饰上其它物质，使其拥有特定的性质。目前世界上修饰裸电极(GCE)的种类有很多，例如有机小分子、金属型纳米粒子(Nanoparticles，NPs)以及聚合物薄膜等等。其中，利用循环伏安法扫描电极表面进行修饰来制备所需的电极，由于聚合物种类繁多，性能稳定，其中氨基酸类的物质含电活性中心浓度高，有三维可利用的势场，且其修饰方法很简单，发展非常迅速，在电化学、传感器等多个领域得到广泛的重视和应用。
发明内容
本发明的目的在于提出羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极、制备方法和应用，在玻碳电极表面先后用羟基磷灰石-离子液体、聚合甲硫氨酸和聚合苯丙氨酸制备成羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极，然后在该电极上研究卡马西平的各种电化学行为，本发明制得的复合电极用于对卡马西平的测定，检出限可达5.0×10-9mol/L，线性范围有3个数量级，并且稳定性、使用寿命都比较高。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极的制备方法，将玻碳电极打磨抛光洗涤干净后，在铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，取出干燥后，在表面滴加纳米羟基磷灰石悬浊液，干燥后，依次在离子液体、聚L-甲硫氨酸溶液、聚L-苯丙氨酸溶液和磷酸盐缓冲溶液依次进行循环伏安法连续扫描，每次扫描结束后将电极取出，干燥后进行下一步扫描，制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极。
作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：
S1.裸电极的制备：用玻碳电极作为基体电极，经过打磨抛光后，洗涤，以该电极作为工作电极，在铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，取出，洗净，得到裸电极；
S2.纳米羟基磷灰石的制备：超声处理Ca(OH)2的悬浊液，然后向其中滴加H3PO4溶液，产物陈化、洗涤、过滤后，干燥即得纳米羟基磷灰石粉末；
S3.羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极的制备：将步骤S2制得的纳米羟基磷灰石粉末均匀分散在水中，得到的悬浊液滴在步骤S1制得的裸电极表面，于室温下自然干燥，然后置于1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的浓硫酸介质中，采用循环伏安法连续扫描，置于烘箱中烘干，得到羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极；
S4.羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极的制备：将步骤S3制得的羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极置于聚L-甲硫氨酸溶液中，在-1.0～+2.7的点位范围内循环扫描，取出，洗净，晾干，即制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极；
S5.羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极的制备：将步骤S4制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极置于聚L-苯丙氨酸溶液中，在-1.2～+2.0的点位范围内第一次循环扫描，取出，洗净，在磷酸盐缓冲溶液中，第二次循环扫描活化，洗净，干燥，制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极。
作为本发明的进一步改进，所述打磨抛光的具体方法为：先在金相砂纸上打磨，然后用铝粉将电极表面抛光至镜面；所述洗涤的具体方法为：将电极依次在HNO3/乙醇溶液和蒸馏水中超声清洗五分钟，所述HNO3/乙醇溶液中HNO3和乙醇的质量相等，且乙醇的质量浓度为10-25％，余量为水。
作为本发明的进一步改进，所述Ca(OH)2的悬浊液物质的量浓度为0.02～0.07mol/L,所述H3PO4溶液的物质的量浓度为0.01～0.05mol/L,所述H3PO4溶液的滴加速度为0.5～1.5mL/min。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述循环伏安法连续扫描的条件为：以银/氯化银为参比电极，铂丝电极为辅助电极，扫描速度为70～120mV/s，电压范围为2～-0.5V，扫描25～40圈。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述聚L-甲硫氨酸溶液的物质的量浓度为1～3×10-3mol/L，所述扫描速度为以70～120mV/s，扫描10～20圈。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中所述聚L-苯丙氨酸溶液的物质的量浓度为1～3×10-3mol/L，所述第一次循环扫描速度为70～120mV/s，扫描7～15圈；所述第二次循环扫描速度为70～120mV/s，扫描3～7圈；所述磷酸盐缓冲溶液的pH值为7～7.5。
本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极。
本发明进一步保护一种上述的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极在检测卡马西平中的应用。
作为本发明的进一步改进，用醋酸盐缓冲溶液配制卡马西平溶液后，采用循环伏安扫描测定卡马西平溶液在修饰电极上的电化学行为，在室温下，用差分脉冲伏安法进行不同浓度的卡马西平溶液的定量分析。
本发明具有如下有益效果：本发明在玻碳电极表面先后用羟基磷灰石-离子液体、聚合甲硫氨酸和聚合苯丙氨酸制备成羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极，然后在该电极上研究卡马西平的各种电化学行为，本发明制得的复合电极用于对卡马西平的测定，检出限可达5.0×10-9mol/L，线性范围有3个数量级，并且稳定性、使用寿命都比较高。
由本发明制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极制成的电化学传感器用于卡马西平的灵敏测定，本发明将羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2，HAp]滴加在电极表面后，进一步通过在离子液体中进行循环伏安法扫描，避免了羟基磷灰石修饰到电极表面后出现脱落、导致电极寿命短的问题，同时，羟基磷灰石表面有规则的立体化学结构和独特的多吸附位点，并且具有良好的生物相容性，由于其具有多个吸附位点，有助于静电吸附待测物质卡马西平，从而提高了对卡马西平的灵敏度，降低了其检出限。另外，由于甲硫氨酸和聚L-苯丙氨酸优良的导电性能和成膜性能，使得该修饰电极对于卡马西平的电化学氧化还原过程具有较好的催化性能，表现为其还原峰电流有了显著的提高和氧化峰电位负移。本发明采用的分析方法具有高的灵敏度和宽的线性范围，可用于药剂中卡马西平含量的测定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为测试例1中不同修饰电极的循环伏安图；
图2为测试例1中不同pH值下卡马西平在甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰电极上的循环伏安图；
图3为测试例1中不同pH下电位与电流的线性关系图；
图4为测试例1中不同扫速下卡马西平在甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰电极上的循环伏安图；
图5为测试例1中不同扫速下电位与电流的线性关系图；
图6为测试例1中复合电极在不同浓度下的DPV复合图；
图7为测试例1中浓度与电流的线性关系图；
图8为测试例2中不同电极的交流阻抗图；
图9为测试例2中不同电极上的计时库仑复合图；
图10为测试例2中不同电极上的计时库仑行为图；
图11为测试例3中裸电极(GCE)的扫描电镜图；
图12为测试例3中羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/HAp/GCE)的扫描电镜图；
图13为测试例3中的甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/GCE)扫描电镜图；
图14为测试例3中羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
CHI660D电化学工作站(上海辰华仪器公司)；电子天平(上海越平科学仪器有限公司)；pHS-3C精密pH计(上海大普仪器厂)；KQ2200E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；XK96-B快速混匀器(姜堰市新康医疗器械有限公司)；MS-2000磁力搅拌器(河南中良科学仪器有限公司)；三电极体系：硫化铜-碳纳米管复合纳米材料修饰玻碳电极(d＝3.0mm)为工作电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，铂电极为辅助电极。
卡马西平：分析纯，阿拉丁制药公司。甲硫氨酸：分析纯，阿拉丁制药公司。聚L-苯丙氨酸：分析纯，阿拉丁制药公司。铁氰化钾溶液：浓度1mmol/L K3[Fe(CN)6]溶液、1mmol/LK4[Fe(CN)6]溶液和0.1mol/L KCl配制；ABS缓冲溶液：用0.1mol/L的醋酸和醋酸钠混合溶液配制而成；实验所用试剂均为分析纯；实验用水均为二次蒸馏水。
实施例1
S1.裸电极(GCE)的制备：用玻碳电极作为基体电极，先在金相砂纸上打磨，然后用铝粉将电极表面抛光至镜面后，将电极依次在HNO3/乙醇溶液和蒸馏水中超声清洗五分钟，所述HNO3/乙醇溶液中HNO3和乙醇的质量相等，且乙醇的质量浓度为10％，余量为水；然后以该电极作为工作电极，在1g/mL的铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，在-1.0～+2.7的点位范围内以100mv/s的速度扫描5圈，取出，洗净，得到裸电极(GCE)；
S2.纳米羟基磷灰石(HAp)的制备：1000W超声处理0.05mol/L Ca(OH)2的悬浊液，然后向其中滴加0.03mol/L H3PO4溶液，滴加速度为1mL/min，产物陈化、洗涤、过滤后，干燥即得纳米羟基磷灰石粉末(HAp)；
S3.羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/HAp/GCE)的制备：将步骤S2制得的纳米羟基磷灰石粉末均匀分散在去离子水中，得到的悬浊液滴在步骤S1制得的裸电极(GCE)表面，于室温下自然干燥，然后置于1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的浓硫酸介质中，采用循环伏安法连续扫描，循环伏安法连续扫描的条件为：以银/氯化银为参比电极，铂丝电极为辅助电极，扫描速度为100mV/s，电压范围为2～-0.5V，扫描30圈，置于烘箱中烘干，得到羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/Hap/GCE)；
S4.羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极(L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)的制备：将步骤S3制得的羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/Hap/GCE)置于2×10-3mol/L聚L-甲硫氨酸溶液中，在-1.0～+2.7的点位范围内循环扫描，扫描速度为以100mV/s，扫描15圈，取出，洗净，晾干，即制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极(L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)；
S5.羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)的制备：将步骤S4制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极(L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)置于2×10-3mol/L聚L-苯丙氨酸溶液中，在-1.2～+2.0的点位范围内第一次循环扫描，循环扫描速度为100mV/s，扫描10圈，取出，洗净，在pH＝7.4磷酸盐缓冲溶液中，第二次循环扫描活化，循环扫描速度为100mV/s，扫描5圈，洗净，干燥，制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)。
对比例1裸电极(GCE)
裸电极(GCE)的制备：用玻碳电极作为基体电极，先在金相砂纸上打磨，然后用铝粉将电极表面抛光至镜面后，将电极依次在HNO3/乙醇溶液和蒸馏水中超声清洗五分钟，所述HNO3/乙醇溶液中HNO3和乙醇的质量相等，且乙醇的质量浓度为10％，余量为水；然后以该电极作为工作电极，在1g/mL的铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，在-1.0～+2.7的点位范围内以100mv/s的速度扫描5圈，取出，洗净，得到裸电极(GCE)。
对比例2羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/HAp/GCE)
S1.裸电极(GCE)的制备：用玻碳电极作为基体电极，先在金相砂纸上打磨，然后用铝粉将电极表面抛光至镜面后，将电极依次在HNO3/乙醇溶液和蒸馏水中超声清洗五分钟，所述HNO3/乙醇溶液中HNO3和乙醇的质量相等，且乙醇的质量浓度为10％，余量为水；然后以该电极作为工作电极，在1g/mL的铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，在-1.0～+2.7的点位范围内以100mv/s的速度扫描5圈，取出，洗净，得到裸电极(GCE)；
S2.纳米羟基磷灰石(HAp)的制备：1000W超声处理0.05mol/L Ca(OH)2的悬浊液，然后向其中滴加0.03mol/L H3PO4溶液，滴加速度为1mL/min，产物陈化、洗涤、过滤后，干燥即得纳米羟基磷灰石粉末(HAp)；
S3.羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/HAp/GCE)的制备：将步骤S2制得的纳米羟基磷灰石粉末均匀分散在去离子水中，得到的悬浊液滴在步骤S1制得的裸电极(GCE)表面，于室温下自然干燥，然后置于1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的浓硫酸介质中，采用循环伏安法连续扫描，循环伏安法连续扫描的条件为：以银/氯化银为参比电极，铂丝电极为辅助电极，扫描速度为70～120mV/s，电压范围为2～-0.5V，扫描25～40圈，置于烘箱中烘干，得到羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/Hap/GCE)。
对比例3甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/GCE)
S1.裸电极(GCE)的制备：用玻碳电极作为基体电极，先在金相砂纸上打磨，然后用铝粉将电极表面抛光至镜面后，将电极依次在HNO3/乙醇溶液和蒸馏水中超声清洗五分钟，所述HNO3/乙醇溶液中HNO3和乙醇的质量相等，且乙醇的质量浓度为10％，余量为水；然后以该电极作为工作电极，在1g/mL的铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，在-1.0～+2.7的点位范围内以100mv/s的速度扫描5圈，取出，洗净，得到裸电极(GCE)；
S2.甲硫氨酸修饰玻碳电极(L-Met/GCE)的制备：将步骤S1制得的裸电极(GCE)置于2×10-3mol/L聚L-甲硫氨酸溶液中，在-1.0～+2.7的点位范围内循环扫描，扫描速度为以100mV/s，扫描15圈，取出，洗净，晾干，即制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极(L-Met/GCE)；
S3.甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/GCE)的制备：将步骤S2制得的甲硫氨酸修饰玻碳电极(L-Met/GCE)置于2×10-3mol/L聚L-苯丙氨酸溶液中，在-1.2～+2.0的点位范围内第一次循环扫描，循环扫描速度为100mV/s，扫描10圈，取出，洗净，在pH＝7.4磷酸盐缓冲溶液中，第二次循环扫描活化，循环扫描速度为100mV/s，扫描5圈，洗净，干燥，制得甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/GCE)。
实施例2
利用循环伏安法(CV)先研究各个电极在铁氰化钾溶液中的电化学行为，接着用同样的方法在含卡马西平待测物的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(ABS)中各个电极的电化学行为。再利用差分脉冲伏安法(DPV)测定不同浓度的卡马西平对氧化峰电流产生的影响。同时也对实验中的各个优化条件进行了分析测定。在以上各个实验的测定过程中，卡马西平都用同样pH的ABS缓冲溶液进行稀释。整个实验的过程都在室温下进行。
测试例1卡马西平的检测分析
1、不同电极测定卡马西平的电化学行为表征
在含有250μmol/L的卡马西平的0.1mol/L pH为5.0的醋酸盐缓冲溶液中，研究了卡马西平在不同电极上的循环伏安行为(见图1)。由图1可以看出，卡马西平在所研究电极上的阳极扫描过程中会出现一个明显的还原峰，反向扫描时，出现两个氧化峰，在本文中就以+1.2V处的这个氧化峰作为研究对象。与裸电极(曲线a)相比，卡马西平在羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(OMI-MOF6/HAp/GCE)(曲线b)上的峰电流稍有增加，峰行变的好一些。在甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/GCE)(曲线c)上的峰电流也稍有增加，峰形也变好。卡马西平在羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极(L-Phe/L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE)(曲线d)上的峰电流达到最大。由此可表明，由于甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸的共同作用，使得玻碳电极的具有的好的导电特性，使得测定物质的灵敏度有了显著的提高。
2、不同pH对电极的影响
在浓度为250μmol/L卡马西平的一系列不同pH的ABS溶液中，用L-Phe/L-Met/OMI-MOF6/HAp/GCE作为工作电极，采用循环伏安法进行扫描研究(见图2)。图2中，曲线a～h依次代表pH＝3.8，4.2，4.6，5.0，5.4，5.8，6.4，6.8。由图3可以看出，卡马西平的氧化峰电位Ep与pH值满足线性方程：Ep(V)＝-0.05pH+1.59，线性相关系数R2＝0.999。氧化峰电位与pH的斜率接近-56mV/pH，表明卡马西平在氧化反应过程中电子数与质子数相等。
3、不同扫速对卡马西平氧化电流的影响
在其他条件不变下，改变不同的扫描速度，分别测定复合电极在相同浓度的卡马西平溶液中的循环伏安曲线。选取的扫描速度分别为a～j依次为20、50、80、100、120、150、180、200、300、400mV/s，实验结果如图4所示。由图可知，随着扫速的增大，还原峰电流随之也增大。以扫描速度的1/2次方对峰电流作图(见图5)，可见，卡马西平的还原峰电流(Ip)与扫速平方根(V)在20～400mV/s范围内成较好的线性关系，线性方程及其相关系数分别为：Ipa＝-1.12V+7.835，R2＝0.997。说明卡马西平在复合电极上的氧化还原是一个受吸附控制的过程。
4、不同浓度的线性研究
用pH＝5.0的ABS缓冲溶液配制一系列不同浓度的卡马西平溶液，用甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰电极作为工作电极，采用差分脉冲法(DPV)进行电化学行为的研究分析(见图6，其中a～i依次为0.01、0.5、0.75、2.5、5.0、7.5、25、50、75μmol/L)。由图可看出，随着溶液浓度的增大，氧化峰电流也逐渐增大。而且，由图7可知，氧化峰电流与浓度呈现出较好的线性，线性方程为I(μA)＝-0.38c(μmol/L)-3.97，线性相关系数为0.997，检出限为5.0×10-9mol/L。
测试例2电极的化学表征
1、交流阻抗的性能
在1mmol/L Fe(CN)6 3-/4-、0.1mol/L KCl混合溶液中，对不同的修饰电极的阻抗进行研究。由图8可以看出，与裸电极(曲线a)相比，在甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极(曲线c)上的阻抗稍有减少，而羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极(曲线b)上的阻抗明显减少，而羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极(曲线d)上的阻抗比裸电极也要小。由此可见，复合修饰的电极阻抗小，导电性好，可以有效的促进了电极表面电子转移速率。
2、计时库仑
在含有0.1mmol/L铁氢化钾溶液中，研究了裸电极与羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极上的计时库仑(见图9)。由图9可以看出，与裸电极(曲线b)相比，在羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极(曲线a)上的计时库仑明显减少。
根据Anson公式
Q＝2nFAcD1/2t1/2π1/2+Qdc+Qds
其中A是工作电极表面积，c是底物浓度，Qdc是双电层电荷可以消除，Qds是法拉第电荷，其他符号具有平常的意义。
参见图10，裸电极的Q-t1/2关系曲线为：Q＝5.133t1/2-0.603
根据Anson公式计算出裸电极电极表面积为0.0146cm2。
甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸电极的Q-t1/2关系曲线为：Q＝8.895t1/2-1.465
根据Anson公式计算出甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸为0.0353cm2。
甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸电极的表面积是裸电极表面积的二点四倍，说明甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸作为电极材料能较好地促进电活性物质的电子传递，加速电子交换，增强电化学反应活性，吸附响应物质多，相应的响应信号加强。
测试例3不同电极的扫描电镜
上面四幅图片分别是裸电极、羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极、甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极、羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极的扫描电镜图。由第一幅图片可以看到裸电极的电镜图，图片中一片昏暗，没有什么明显的物质出现。第二幅图片中有小颗粒状的物质出现，总体呈鱼卵状。第三张电镜图是甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸修饰玻碳电极的电镜图，图中跟墙上斑驳的青苔有些相似。第四张电镜图则类似蚕茧的形状，周围还有白色的点状物质。虽然，单个电极的图像表征不是太好，但是复合电极图还是比较好的。
与现有技术相比，本发明在玻碳电极表面先后用羟基磷灰石-离子液体、聚合甲硫氨酸和聚合苯丙氨酸制备成羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极，然后在该电极上研究卡马西平的各种电化学行为，本发明制得的复合电极用于对卡马西平的测定，检出限可达5.0×10-9mol/L，线性范围有3个数量级，并且稳定性、使用寿命都比较高。
由本发明制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极制成的电化学传感器用于卡马西平的灵敏测定，本发明将羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2，HAp]滴加在电极表面后，进一步通过在离子液体中进行循环伏安法扫描，避免了羟基磷灰石修饰到电极表面后出现脱落、导致电极寿命短的问题，同时，羟基磷灰石表面有规则的立体化学结构和独特的多吸附位点，并且具有良好的生物相容性，由于其具有多个吸附位点，有助于静电吸附待测物质卡马西平，从而提高了对卡马西平的灵敏度，降低了其检出限。另外，由于甲硫氨酸和聚L-苯丙氨酸优良的导电性能和成膜性能，使得该修饰电极对于卡马西平的电化学氧化还原过程具有较好的催化性能，表现为其还原峰电流有了显著的提高和氧化峰电位负移。本发明采用的分析方法具有高的灵敏度和宽的线性范围，可用于药剂中卡马西平含量的测定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1.裸电极的制备：用玻碳电极作为基体电极，经过打磨抛光后，洗涤，以该电极作为工作电极，在铁氰化钾溶液中进行伏安扫描，取出，洗净，得到裸电极；
S2.纳米羟基磷灰石的制备：超声处理Ca(OH)2的悬浊液，然后向其中滴加H3PO4溶液，产物陈化、洗涤、过滤后，干燥即得纳米羟基磷灰石粉末；
S3.羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极的制备：将步骤S2制得的纳米羟基磷灰石粉末均匀分散在水中，得到的悬浊液滴在步骤S1制得的裸电极表面，于室温下自然干燥，然后置于1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的浓硫酸介质中，采用循环伏安法连续扫描，置于烘箱中烘干，得到羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极；
S4.羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极的制备：将步骤S3制得的羟基磷灰石-离子液体修饰玻碳电极置于聚L-甲硫氨酸溶液中，在-1.0～+2.7的点位范围内循环扫描，取出，洗净，晾干，即制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极；
S5.羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极的制备：将步骤S4制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸修饰玻碳电极置于聚L-苯丙氨酸溶液中，在-1.2～+2.0的点位范围内第一次循环扫描，取出，洗净，在磷酸盐缓冲溶液中，第二次循环扫描活化，洗净，干燥，制得羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述打磨抛光的具体方法为：先在金相砂纸上打磨，然后用铝粉将电极表面抛光至镜面；所述洗涤的具体方法为：将电极依次在HNO3/乙醇溶液和蒸馏水中超声清洗五分钟，所述HNO3/乙醇溶液中HNO3和乙醇的质量相等，且乙醇的质量浓度为10-25％，余量为水。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ca(OH)2的悬浊液物质的量浓度为0.02～0.07mol/L,所述H3PO4溶液的物质的量浓度为0.01～0.05mol/L,所述H3PO4溶液的滴加速度为0.5～1.5mL/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述循环伏安法连续扫描的条件为：以银/氯化银为参比电极，铂丝电极为辅助电极，扫描速度为70～120mV/s，电压范围为2～-0.5V，扫描25～40圈。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述聚L-甲硫氨酸溶液的物质的量浓度为1～3×10-3mol/L，所述扫描速度为以70～120mV/s，扫描10～20圈。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述聚L-苯丙氨酸溶液的物质的量浓度为1～3×10-3mol/L，所述第一次循环扫描速度为70～120mV/s，扫描7～15圈；所述第二次循环扫描速度为70～120mV/s，扫描3～7圈；所述磷酸盐缓冲溶液的pH值为7～7.5。
7.一种如权利要求1-6任一项权利要求所述的制备方法制得的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极。
8.一种如权利要求7所述的羟基磷灰石-离子液体/甲硫氨酸/聚L-苯丙氨酸复合膜修饰玻碳电极在检测卡马西平中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，用醋酸盐缓冲溶液配制卡马西平溶液后，采用循环伏安扫描测定卡马西平溶液在修饰电极上的电化学行为，在室温下，用差分脉冲伏安法进行不同浓度的卡马西平溶液的定量分析。
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| 鸟嘌呤在聚L-甲硫氨酸/石墨烯修饰电极上的电化学行为及测定;张娜;张克营;卢琳;邢俭俭;;分析测试学报(第09期);全文 * |
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