一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及修饰电极制备以及药物分析领域，具体公开了一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法及其应用。所述的自支撑式柔性电极通过如下方法制得：首先将碳纤维纸浸泡在含有锌盐的水溶液中，然后通过热解反应制得氧化锌晶种修饰的碳纤维纸；再将所述氧化锌晶种修饰的碳纤维纸通过水热反应制得氧化锌纳米棒阵列修饰的碳纤维纸（ZnO@CFP）；再通过化学沉积法将氧化铜纳米片沉积在ZnO@CFP上，制得氧化铜纳米片

【技术实现步骤摘要】
一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及修饰电极制备以及药物分析领域，提供了一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]中草药在中国已有数千年的临床实践，其疗效得到了历史的验证，是中国传统文化传承中的瑰宝。然而，中草药中有效成分众多且复杂，目前已从中草药中分离提纯出黄酮、生物碱、萜烯和多糖等600多种化合物。理清中草药复杂的药物成分与独特的药理作用之间的关系，对中草药的合理和安全使用，以及进一步发展至关重要。因此，准确检测中草药中各成分含量成为药物分析领域的一个重要课题。黄芩素和木犀草素是两种重要的黄酮类化合物，是黄芩、苦参、银杏叶等中草药的主要成分，这些中草药通常具有抗炎、抑菌、抗肿瘤和调节更年期症状等作用。目前多采用的测定方法有高效液相色谱法（HPLC）、紫外分光光度法（UV）、流动注射化学发光法（FICL）以及高效毛细管电泳法（HPCE）等。与这些方法比较电化学分析法（EC）具有快速、精准、仪器简单且可实现连续分析检测的优点。然而，由于黄芩素和木犀草素两种黄酮类化合物的结构类似，二种物质在传统电极上的氧化峰会重叠从而使得它们同时测定难度增加，目前检测黄芩素和木犀草素的电化学方法大部分以检测单 一目标物的研究为主，同时检测黄芩素和木犀草素含量的研究工作较少。
[0003]p型半导体ZnO成本低、无毒且资源丰富；n型半导体CuO具有优异的电催化性能。将ZnO和CuO复合，通过构建p
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n异质结构可以为电化学反应提供更多的催化活性位点，激发不同金属氧化物间的协同作用，将其作为电极修饰剂制备电化学传感器可提高传感器检测灵敏度和选择性，为同时检测黄芩素和木犀草素提供可能。Sahar Daemi等人通过静电纺丝法制备了ZnO
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CuO复合纳米纤维，作为电极修饰剂制成高灵敏度的电化学传感器用于检测双氧水（Sahar Daemi, Shahram Ghasemi, Ali Akbar Ashkarran. Journal of Colloid and Interface Science, 2019, 550: 180
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189）。但这种方法在静电纺丝过程中需要加入聚乙烯高分子凝胶作为粘合剂，粘合剂的加入减弱了ZnO
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CuO复合材料的电催化活性。Kajal Jindal等通过脉冲激光沉积技术在ZnO薄膜上沉积CuO微晶簇构建了ZnO
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CuO的p
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n异质结构，再加载尿酸酶后制成检测尿酸的电化学传感器（Kajal Jindal, Monika Tomar, Vinay Gupta. Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, 253: 566
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575）。这种方法不仅需要脉冲激光大型设备，而且还需要加载尿酸酶，限制了该材料作为电化学传感器的实际应用价值。
[0004]另外，金属氧化物较差的导电性，限制了其作为电极修饰材料的实际应用。而碳纳米管（CNT）具有高导电性、高稳定性且生物兼容性好的优点。因此将CNT与金属氧化物复合，可在复合材料中搭建高效的电子传递通道，从而实现检测物在电极/电解质界面上更快的电子转移，有利于提高其作为电化学传感器的检测灵敏度。
[0005]随着纳米材料和纳米技术的发展，将不同形貌、不同尺寸、不同理化性质的纳米材
料修饰于电极表面，可以实现超灵敏和高选择性的电化学传感器的开发。然而，纳米材料在电极表面的固定往往需要添加粘合剂，粘合剂的包裹和稀释作用会降低纳米材料的催化活性，且粘合剂在电解液中长时间浸泡会失效，引起修饰剂从电极上脱落。因此，纳米材料在电极表面的固定是一个具有挑战性的任务。
[0006]因此，专利技术一种简单有效、不添加任何粘合剂的方法将纳米ZnO、纳米CuO以及CNT有效结合，制备高灵敏度、选择性良好的可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑柔性电极，对中草药中有效药物成分的鉴定、含量检测、药物安全等领域具有重要的研究和应用意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种不需要添加粘合剂、可弯曲且简单有效的可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法及其应用。
[0008]本专利技术技术方案是：一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法及其应用，具体过程如下：（1）将碳纤维纸(CFP)浸泡在20 mL含有锌盐和六亚甲基四胺的水溶液中20秒，取出后直接放入烘箱中，控温50 ℃～100 ℃，热解反应5～10分钟；重复该过程3次，制得氧化锌晶种修饰的碳纤维纸。
[0009]（2）将3 mL 5 mol/L的氨水缓慢滴加到25 mL锌盐水溶液中，搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，将上述氧化锌晶种修饰的碳纤维纸也放入釜中，控温50 ℃~100℃，水热反应5~10小时后冷却至室温，取出碳纤维纸后用去离子水淋洗，干燥，制得氧化锌纳米棒阵列修饰的碳纤维纸，记为ZnO@CFP。
[0010]（3）将上述氧化锌纳米棒阵列修饰的碳纤维纸依次浸泡在10 mL醋酸铜水溶液和10 mL氢氧化钾水溶液中各20秒，取出后室温晾干，重复该过程3次后，将其放在加热板上，控温50 ℃～100 ℃，进行化学沉积反应5～10小时，取下碳纤维纸冷却至室温，用去离子水淋洗后，干燥，制得氧化铜纳米片
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氧化锌纳米棒阵列复合材料修饰的碳纤维纸，记为CuO
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ZnO@CFP。
[0011]（4）将上述氧化铜纳米片
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氧化锌纳米棒阵列复合材料修饰的碳纤维纸置于加热板上，控温50 ℃～100 ℃，将碳纳米管（CNT）水溶液喷涂至CuO
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ZnO@CFP上，控制喷涂气流流速90～150 mL/h，喷涂时间10～30秒，通过热喷涂法制得碳纳米管
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氧化铜纳米片
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氧化锌纳米棒阵列三元复合材料修饰的碳纤维纸，将其剪裁成1厘米
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2厘米的长方形，制得自支撑式柔性电极，记为CNT
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CuO
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ZnO @CFP电极。
[0012]进一步的，所述过程（1）中的锌盐为醋酸锌、氯化锌、硝酸锌中的一种。
[0013]进一步的，所述过程（1）中的锌盐水溶液的摩尔浓度为0.05～0.2 mol/L，锌盐和六亚甲基四胺摩尔比为1:1。
[0014]进一步的，所述过程（2）中的锌盐为醋酸锌、氯化锌、硝酸锌中的一种。
[0015]进一步的，所述过程（2）中的锌盐与氨水的摩尔比为0.1～0.5:1。
[0016]进一步的，所述过程（3）中的醋酸铜水溶液摩尔浓度为0.05 mol/L～2 mol/L，且醋酸铜与氢氧化钾摩尔比为1:2。
[0017]进一步的，所述过程（4）中的碳纳米管水溶液浓度为1～3 mg/mL。
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法，其特征在于其制备方法包括如下过程：步骤（1）将碳纤维纸(CFP)浸泡在20 mL含有锌盐和六亚甲基四胺的水溶液中20秒，取出后直接放入烘箱中，控温50 ℃～100 ℃，热解反应5～10分钟；重复该过程3次，制得氧化锌晶种修饰的碳纤维纸；步骤（2）将3 mL 5 mol/L的氨水缓慢滴加到25 mL锌盐水溶液中，搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，将上述氧化锌晶种修饰的碳纤维纸也放入釜中，控温50 ℃~100 ℃，水热反应5~10小时后冷却至室温，取出碳纤维纸后用去离子水淋洗，干燥，制得氧化锌纳米棒阵列修饰的碳纤维纸，记为ZnO@CFP；步骤（3）将上述氧化锌纳米棒阵列修饰的碳纤维纸依次浸泡在10 mL醋酸铜水溶液和10 mL氢氧化钾水溶液中各20秒，取出后室温晾干，重复该过程3次后，将其放在加热板上，控温50 ℃～100 ℃，进行化学沉积反应5～10小时，取下碳纤维纸冷却至室温，用去离子水淋洗后，干燥，制得氧化铜纳米片
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氧化锌纳米棒阵列复合材料修饰的碳纤维纸，记为CuO
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ZnO@CFP；步骤（4）将上述氧化铜纳米片
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氧化锌纳米棒阵列复合材料修饰的碳纤维纸置于加热板上，控温50 ℃～100 ℃，将碳纳米管（CNT）水溶液喷涂至CuO
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ZnO@CFP上，控制喷涂气流流速90～150 mL/h，喷涂时间10～30秒，通过热喷涂法制得碳纳米管
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氧化铜纳米片
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氧化锌纳米棒阵列三元复合材料修饰的碳纤维纸，将其剪裁成1厘米
´
2厘米的长方形，制成自支撑式柔性电极，记为CNT
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CuO
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ZnO@CFP电极。2.根据权利要求1所述的一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支撑式柔性电极的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中的锌盐为醋酸锌、氯化锌、硝酸锌中的一种。3.根据权利要求1所述的一种可同时检测黄芩素和木犀草素的自支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明艳，樊莹，张志恒，王晓莹，涂昊宇，李琪，徐圣，张治瑞，许瑞波，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：