利用新型修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸的方法

摘要

本发明涉及一种利用壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸的方法，属电化学分析检测技术领域。本发明主要是用壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶滴加在玻碳电极上，对其进行修饰，使在电极表面形成一层均匀的薄膜，以提高电极的稳定性。本发明中所述的壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶复合修饰剂的制备方法如下：首先配制浓度为5～10mM/L的溴化十六烷基吡啶水沿液，再配制重量百分比浓度为0.5～1.0％的壳聚糖水沿液，然后将两者按一定体积比混合，两者的体积比为1∶1～3∶1，搅拌充分混合均匀后，即得到复合修饰剂。本发明方法能直接用于多巴胺和抗血酸的快速电化学测定，具有快速、灵敏、准确、催化性高等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸的方法，属电化学分析检测技术领域。

背景技术

电化学方法测定多巴胺(DA)引起了广泛兴趣，是由于它是重要的神经递质，在运作的中枢神经，肾和内分泌系统中起着重要的作用。脑内多巴胺神经功能失调是精神分裂症和帕金森病的重要原因。因此对其测定方法的研究，对探讨其生里机理和相关疾病的诊断具有重要的意义。同样的，抗坏血酸是人类饮食中的维生素，在用于治疗感冒，精神病、不孕症，癌症、艾滋病起着重要的作用。因多巴胺和抗坏血酸在裸电极上高过电位和氧化峰相互重叠，而使其无法测定。如何能有电位选择性地准确测定这两种物质已成为电分析化学、生物和医学研究领域的一个重要课题。目前对于多巴胺和抗坏血酸的测定方法有：化学发光法、液相色谱、分光光度法、荧光分析法、气相色谱-质谱法连用、和毛细管电泳等。以上几种对抗坏血酸和多巴胺的测定方法不便于携带，价格昂贵，操作复杂。

电化学测定方法因其速度快，成本低，灵敏度和准确度高等优点引起了人们的广泛关注。而用电化学方法，因抗坏血酸和多巴胺的结构式相近，在裸电极和大多数固体电极上其氧化峰十分接近，由于其重叠的信号存在，同时测定它们成为一大难点，因而使其测定受到限制。电化学修饰电极能有效的降低某些物质氧化还原物质的过电位，从而达到分离和测定的目的。已有文献报道：利用抗坏血酸和多巴胺相反的胶束效果，这两种生物活性物质可在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)离子胶束中同时测定。利用阳离子表面活性剂(双十二烷基溴化铵(DDAB)，和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)直接修饰电极表面，同时测定抗坏血酸和多巴胺也有报道。但是上述方法中，用表面活性剂直接修饰电极容易脱落，因而制得的修饰电极的稳定性较差。壳聚糖由于其良好的生物兼容性，易成膜性和水不溶性，且原料易得。利用壳聚糖和表面活性剂混合可以形成稳定均匀的膜，可以克服单纯使用表面活性剂脱落的问题，从一定程度上提高了电极的稳定性。至今没有将壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极用于同时测定抗坏血酸和多巴胺的文献报道。

发明内容

本发明的目的在提供一种利用壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸的方法。

一种利用新型修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸的方法，其特征在于具有如下的过程和步骤：

a.首先将玻碳电极在0.05μm Al₂O₃抛光绒布上抛光至镜面，然后依次在蒸馏水、稀硝酸溶液、无水乙醇及二次蒸馏水中超声清洗预处理；

b.制备壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶复合修饰玻碳电极：在预处理好的玻碳电极上滴加壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶复合修饰剂；该修饰剂的配制方法是：首先配制溴化十乙烷基吡啶水溶液，其浓度为5～10mM/L；再配制壳聚糖水溶液，其重量百分比浓度为0.5～1.0％；然后将所述两种修饰剂按一定体积比混合，两者的体积比为：壳聚糖水溶液∶溴化十六烷基吡啶水溶液＝1∶1～1∶3；搅拌使混合均匀，得到复合修饰剂；

c.将一定量上述混合均匀的复合修饰剂滴在清洗干净的玻碳电极基体表面上，并在室温下晾干，随后放入于pH＝4.7的磷酸盐缓冲溶液中；然后在-0.2～0.8V的电位窗口中循环伏安法扫描至图形稳定；再用二次蒸馏水冲洗干净，即制得壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极：

d.将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺和抗坏血酸的电化学测定；其测定方法如下：将壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片电极，组成三电极系统；将该三电极系统置于含一定浓度的抗坏血酸和多巴胺及pH为4.7的磷酸盐缓冲溶液中；电位从-0.2V至+0.8V循环伏安扫描数圈以活化电极，之后进行差示脉冲伏安法，并记录I-E曲线；；在曲线图2示出，在复合修饰玻碳电极上，抗坏血酸和多巴胺出现两个独立的尖峰，峰分辨率高，峰电位差达0.3V；实现了同时测定多巴胺和抗坏血酸。

本发明利用壳聚糖良好的生物相容性、良好的成膜性，以及和水不溶性，来固定阳离子表面活性剂溴化十六烷基吡啶于电极表面，从而增强了电极的稳定性。本发明的壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰剂能均匀分散在玻碳电极的表面，形成的修饰层比较稳定，有利于在磷酸盐缓冲溶液中进行伏安测定。

本发明中的修饰电极是一种新型的电化学传感器，能直接用于多巴胺和抗坏血酸的快速电化学测定，具有快速、灵敏、准确、催化性高等特点。本发明的测试方法具有良好的稳定性和重现性。本发明中的新型修饰玻碳电极其制备方法简单、快速、易操作，修饰条件温和。

附图说明

图1为本发明中相同浓度的多巴胺和抗坏血酸(5.0×10^-4M)在不同电极玻碳裸电极(a)、壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极(b)上的差示脉冲伏安图。

图2为本发明中不同浓度的多巴胺和抗坏血酸在壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极上差示脉冲伏安图中的氧化峰电流与浓度的线性关系图。。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例中的测定方法的过程和步骤如下：

(1)首先将玻碳电极在0.05μm Al₂O₃抛光绒布上抛光至镜面，然后依次在蒸馏水、稀硝酸溶液、无水乙醇及二次蒸馏水中超声清洗预处理；

(2)制备壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶复合修饰玻碳电极：在预处理好的玻碳电极上滴加壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶复合修饰剂；该修饰剂的配制方法是：首先配制溴化十乙烷基吡啶水溶液，其浓度为10mM/L；再配制壳聚糖水溶液，其重量百分比浓度为0.5～1.0％；然后将所述两种修饰剂按一定体积比混合，两者的体积比为：壳聚糖水溶液∶溴化十六烷基吡啶水溶液＝1∶2；搅拌使混合均匀，得到复合修饰剂；

(3)将一定量上述混合均匀的复合修饰剂滴在清洗干净的玻碳电极基体表面上，并在室温下晾干，随后放入于pH＝4.7的磷酸盐缓冲溶液中；然后在-0.2～0.8V的电位窗口中循环伏安法扫描至图形稳定；再用二次蒸馏水冲洗干净，即制得壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极：

(4)将上述修饰玻碳电极直接用于多巴胺和抗坏血酸的电化学测定；其测定方法如下：将壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极作为工作电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片电极，组成三电极系统；将该三电极系统置于含一定浓度的抗坏血酸和多巴胺及pH为4.7的磷酸盐缓冲溶液中；电位从-0.2V至+0.8V循环伏安扫描数圈以活化电极，之后进行差示脉冲伏安法，并记录I-E曲线；；在曲线图2示出，在复合修饰玻碳电极上，抗坏血酸和多巴胺出现两个独立的尖峰，峰分辨率高，峰电位差达0.3V；实现了同时测定多巴胺和抗坏血酸。

电化学测定：

1、相同浓度的多巴胺和抗坏血酸(5.0×10^-4M)在不同电极上的差示脉冲伏安测定

采用不同电极，即玻碳裸电极(a)和壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰玻碳电极(b)。

测试条件：以玻碳电极为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片电极为辅助电极；多巴胺和抗坏血酸的浓度为5.0×10^-4M；底液为pH＝4.7的0.1M磷酸盐缓冲溶液；起始电位为-0.2V，终止电位为0.8V；脉冲增量为0.001；脉冲幅度为0.05；脉冲宽度为0.04；静止时间为0.2S；灵敏度为20×10^-6；扫措范围为-0.2～+0.8V。

参见图1，从图1的I-E曲线可见，抗坏血酸和多巴胺的混合浓度在玻碳裸电极上仅出现一个宽峰；而在复合修饰玻碳电极上，抗坏血酸和多巴胺出现两个独立的尖峰，峰分辨率高，峰位差达0.3V。

2、不同浓度的多巴胺和抗坏血酸在复合修饰玻碳电极上差示脉冲伏安测定

采用抗坏血酸的摩尔浓度为4.0×10^-5(A)、1.0～10^-4(B)、2.0～10^-4(C)、3.0～10^-4(D)、4.0～10^-4(E)、5.0～10^-4(F)、6.0～10^-4(G)、7.0～10^-4(H)、8.0～10^-4M(I)；采用多巴胺的摩尔浓度为抗坏血酸浓度的两倍。

测试条件：以复合修饰玻碳电极为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂片电极为辅助巢其成三电极系统；底液为pH＝4.7的0.1M磷酸盐缓冲溶液。

电从-0.2V至+0.8V循环伏安扫措数圈以活化电极；之后进行差示脉冲伏安法测定。

参见图2，图2为不同浓度的多巴胺和抗坏血酸在壳聚糖复合溴化十六烷基吡啶修饰电极上差示脉冲图中的氧化峰值与浓度的线性关系图。

从图2可看出，随着抗坏血酸和多巴胺浓度增大，其各自的氧化峰电流也增大。得到的坑坏血酸的线性关系曲线I_p＝2.789C+0.488，线性相关系数r＝0.9950；得到的多巴胺线性曲线I_P＝1.031C+0.035，线性相关系数r＝0.9995。