一种石墨烯修饰的玻碳电极及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种石墨烯修饰的玻碳电极及制备方法和其在多巴胺测定中的应用，所述的石墨烯修饰的玻碳电极，即先在玻碳电极表面自组装上一层3-巯基三乙氧基硅烷膜，然后再将其浸入到氧化石墨烯分散液中，使其靠疏水与亲水作用在3-巯基三乙氧基硅烷膜上再吸附一层氧化石墨烯，最后进行电化学还原得到石墨烯修饰的玻碳电极。该石墨烯修饰的玻碳电极具有灵敏度高、响应快、重现性好的优点，其用于多巴胺测定中，可有效的排除抗坏血酸和尿酸对多巴胺测定的干扰，可作为检测多巴胺的高灵敏度电化学生物传感器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种石墨烯修饰的玻碳电极及制备方法和其在多巴胺测定中的应用，所述的石墨烯修饰的玻碳电极，即先在玻碳电极表面自组装上一层3-巯基三乙氧基硅烷膜，然后再将其浸入到氧化石墨烯分散液中，使其靠疏水与亲水作用在3-巯基三乙氧基硅烷膜上再吸附一层氧化石墨烯，最后进行电化学还原得到石墨烯修饰的玻碳电极。该石墨烯修饰的玻碳电极具有灵敏度高、响应快、重现性好的优点，其用于多巴胺测定中，可有效的排除抗坏血酸和尿酸对多巴胺测定的干扰，可作为检测多巴胺的高灵敏度电化学生物传感器。【专利说明】一种石墨烯修饰的玻碳电极及制备方法和应用
本专利技术属于电化学领域，特别涉及一种石墨烯修饰的玻碳电极及其制备方法和其在测定多巴胺中的应用。
技术介绍
多巴胺是哺乳动物中枢神经系统中一种非常重要的物质，人类大脑中多巴胺浓度的异常会引起一些非常严重的疾病，如精神分裂症、帕金森综合症等。目前检测多巴胺的方法较多，主要有气相色谱法、荧光法、液相色谱法、电化学法等。其中电化学方法因仪器设备简单、检测速度快而备受关注。但通常多巴胺在裸玻碳电极上的响应较弱，分析灵敏度不高，而采用新型纳米材料，如碳纳米管、C6tl、石墨烯等对电极进行修饰后，可显著提高检测灵敏度。 电化学测定多巴胺遇到最大问题是来自共存物质的干扰(如抗坏血酸)。抗坏血酸(AA)和多巴胺的氧化电位很接近，而在真实样品中浓度往往较多巴胺高2?3个数量级。为此，电化学提出了很多方法，其中用金纳米掺入电子介体或具有催化活性的物质，效果较佳。另外，聚合物膜修饰电极也广泛地被用来实现这一目标。但由于多巴胺在金纳米膜内的扩散速度较慢，要获得很好的效果，膜必须做得非常薄。尽管基于各种修饰电极测定多巴胺的方法已有报道，但是化学修饰电极多数存在修饰方法烦琐、修饰剂流失快、电极寿命短以及膜厚度不均匀导致重现性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为克服现有技术化学修饰电极的不足，提供一种石墨烯修饰的玻碳电极。 本专利技术的目的之二是提供上述的一种石墨烯修饰的玻碳电极的制备方法。 本专利技术的目的之三在于将上述的石墨烯修饰的玻碳电极在多巴胺测定中进行应用。 本专利技术的技术方案一种石墨烯修的饰玻碳电极，通过包括如下步骤的方法制备而成:(1)、将氧化石墨烯分散在水中形成浓度为0.1-0.5mg/ml的氧化石墨烯分散液；(2)、将玻碳电极在800目以上金相砂纸上打磨至电极表面成光滑的镜面，然后用0.5微米α氧化铝抛光粉抛光，然后将其依次浸入乙醇、去离子水中各超声洗涤5 min，晾干，得表面清洁的玻碳电极；(3)、以步骤(2)所得的表面清洁的玻碳电极进行电化学活化:所述的电化学活化，即以步骤(2)所得的表面清洁的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，钼丝电极为对电极组成三电极体系浸入到0.05M的H2SO4中，然后进行循环伏安扫描，扫描电压为O到2.0 V，扫描速率50 mV s_\扫描次数广20次，优选5?10次，SP完成表面清洁的玻碳电极进行电化学活化，从而得到活化的玻碳电极； (4)、将步骤(3)所得的活化的玻碳电极用氮气流吹干，然后浸入到体积百分比浓度为 0.1-1%的3-巯基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中5-10h，优选2-6h，让3-巯基三乙氧基硅烷在玻碳电极表面自组装形成3-巯基三乙氧基硅烷膜，即得表面自组装形成3-巯基三乙氧基娃烧膜的玻碳电极；(5)、将步骤(4)所得的表面自组装形成3-巯基三乙氧基硅烷膜的玻碳电极浸入到步骤(I)所得的氧化石墨烯分散液中l_15h，优选为2-6h，使其靠疏水与亲水作用在3-巯基三乙氧基硅烷膜上再吸附一层氧化石墨烯，即得到氧化石墨烯修饰的玻碳电极；(6)、以步骤(5)所得的氧化石墨烯修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极,钼丝电极为对电极组成的电极体系,浸入到0.2-0.5mol/L的NaCl水溶液中进行电化学还原循环伏安扫描，直到循环伏安图上氧的还原峰消失为止，使氧化石墨烯还原成为石墨烯，即得到石墨烯修饰的玻碳电极；上述循环伏安扫描过程，扫描电位为-1.1V-0.7V，扫描速率SOmViT1，扫描直到循环伏安图上氧的还原峰消失为止；上述的氧化石墨烯修饰的玻碳电极在进行电化学还原循环伏安扫描前，需先用氮气或氩气等惰性保护气体去除0.2- 0.5mol/L的NaCl水溶液中的溶解氧，通气时间20_50min，优选为30min。 上述所得的石墨烯修饰的玻碳电极可用于进行电化学检测，特别是用于多巴胺的检测，其用于多巴胺的检测，可有效排除抗坏血酸或尿酸对多巴胺的检测存在的影响，多巴胺可检测范围为3.13X1(T4 -2.44Xl(T7mol/L，抗坏血酸或尿酸浓度为1X1(T3 mol/L以下对多巴胺的检测没有干扰。 上述的石墨烯修的饰玻碳电极在测定多巴胺中的应用，具体步骤如下为:(I )、以石墨烯修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，钼丝电极为对电极组成三电极体系；将三电极浸入到待测溶液中，采用电化学循环伏安法测定，即可知道石墨烯修饰后的电极是否对多巴胺具有电催化作用及修饰电极的性能；所述的电化学循环伏安法电位为-0.5-1.0V，扫描速率10 mV/s，平衡时间2s ；(2)、氧化峰电流ip与多巴胺浓度的标准曲线方程的获得先配置一系列不同浓度的多巴胺缓冲溶液的标准品，将三电极浸入到不同浓度的多巴胺缓冲溶液的标准品中，采用差分脉冲伏安法测定一系列不同浓度的多巴胺缓冲溶液中多巴胺的氧化峰电流ip，然后拟合出氧化峰电流ip与多巴胺浓度的标准曲线方程；所述的差分脉冲伏安法的控制参数如下: 扫描电位为-0.2-0.6V，步进电位5mV，脉冲幅度50mV，脉冲宽度0.05s，脉冲周期0.2s，平衡时间2s ；不同浓度的多巴胺缓冲溶液的配置所用的缓冲溶液为PH6.81的磷酸二氢钾水溶液或PH6.81的磷酸氢二钾水溶液；(3)、将步骤(I)所述的三电极体系浸入到含有多巴胺的待测溶液中，采用差分脉冲伏安法测定待测溶液中的中多巴胺的氧化峰电流ip，利用上述的氧化峰电流ip与多巴胺浓度的标准曲线方程，即可计算出待测溶液中多巴胺的浓度；所述的差分脉冲伏安法的控制参数如下: 扫描电位为-ο.2-0.6V，步进电位5mV，脉冲幅度50mV，脉冲宽度0.05s，脉冲周期0.2s，平衡时间2s。 本专利技术的有益效果本专利技术的一种石墨烯修的饰玻碳电极，通过分子桥梁3-巯基三乙氧基硅烷的作用将氧化石墨烯固载到玻碳电极表面，与常规的将氧化石墨烯滴涂到玻碳电极表面相比具有以下优点:(1)氧化石墨烯可以可控的吸附在玻碳电极表面，分布更加均匀；(2)氧化石墨烯被还原成石墨烯时不容易团聚；(3)修饰电极重现性好寿命长、修饰剂不容易流失。 进一步，本专利技术的一种石墨烯修饰的玻碳电极的制备方法，由于采用电化学还原法制备石墨烯修饰的玻碳电极，其与化学还原法相比绿色环保无毒无害，大大减短了还原所用的时间。 进一步，利用本专利技术的一种石墨烯修饰的玻碳电极对多巴胺进行电化学分析检测其含量，与其他分析方法相比，分析速度快，灵敏度高，电极重现性好、响应快，易于与计算机连用，可实现自动化或连续性分析。 【专利附图】【附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯修的饰玻碳电极，其特征在于通过包括如下步骤的方法制备而成：（1）、将氧化石墨烯分散在水中形成浓度为0.1‑0.5mg/ml的氧化石墨烯分散液；（2）、将玻碳电极在800目以上金相砂纸上打磨至电极表面成光滑的镜面，然后用0.5微米α氧化铝抛光粉抛光，然后将其依次浸入乙醇、去离子水中各超声洗涤5min，晾干，得表面清洁的玻碳电极；（3）、以步骤（2）所得的表面清洁的玻碳电极进行电化学活化：所述的电化学活化，即以步骤（2）所得的表面清洁的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝电极为对电极组成三电极体系浸入到0.05M的H2SO4中，然后进行循环伏安扫描，扫描电压为0到2.0V，扫描速率50mV s‑1，扫描次数1~20次，得到活化的玻碳电极；（4）、将步骤（3）所得的活化的玻碳电极用氮气流吹干，然后浸入到体积百分比浓度为0.1‑1%的3‑巯基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中5‑10h，让3‑巯基三乙氧基硅烷在玻碳电极表面自组装形成3‑巯基三乙氧基硅烷膜，即得表面自组装形成3‑巯基三乙氧基硅烷膜的玻碳电极；（5）、将步骤（4）所得的表面自组装形成3‑巯基三乙氧基硅烷膜的玻碳电极浸入到步骤（1）所得的氧化石墨烯分散液中1‑15h，使其靠疏水与亲水作用在3‑巯基三乙氧基硅烷膜上再吸附一层氧化石墨烯，即得到氧化石墨烯修饰的玻碳电极；（6）、以步骤（5）所得的氧化石墨烯修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝电极为对电极组成的电极体系，浸入到0.2‑0.5mol/L的NaCl水溶液中进行电化学还原循环伏安扫描，扫描电位为‑1.1V‑0.7V，扫描速率50mVs‑1，扫描次数直到循环伏安图中氧的还原峰消失为止，即得到石墨烯修饰的玻碳电极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张全生，党国举，王淼，王昭勍，闵凡奇，李硕，李细方，贾李李，程素贞，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31