[发明专利]一种直接实时检测NO的电化学传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及电化学传感器技术领域，具体公开了一种直接实时检测NO的电化学传感器及其制备方法。本发明的NO电化学传感器的制备方法包括：在玻碳电极表面滴加氧化石墨烯分散液，晾干后得到氧化石墨烯修饰玻碳电极；将氧化石墨烯修饰玻碳电极置于含有偶氮胭脂红B的支持电解质溶液中，采用电化学聚合法制得聚偶氮胭脂红B‑氧化石墨烯纳米复合膜修饰玻碳电极；在聚偶氮胭脂红B‑氧化石墨烯纳米复合膜修饰玻碳电极表面滴加Nafion溶液，自然晾干即得NO电化学传感器。本发明的NO电化学传感器，可实现液相中NO含量的直接快速检测，此外，还具有线性范围宽、灵敏度高、检出限低、响应时间短、抗干扰能力强等优点，有望在生物医学分析检测领域发挥重要作用。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，具体涉及一种直接实时检测NO的电化学传感器及其制备方法。

背景技术

NO(一氧化氮)在许多生理和病理过程中起着生物信号分子的作用。NO具有多种血管保护特性，比如说血管扩张、抑制内皮细胞凋亡、血小板聚集等。内源性NO的代谢氧化物为NO₂^-和NO₃^-，代谢氧化物在缺氧、缺血或者损伤的组织中又能产生NO。硝酸盐和亚硝酸盐衍生的NO又可以参与细胞的保护、限制缺血导致的细胞凋亡以及调节细胞信号。NO在生物体内扮演着如此重要的角色，因此NO的测定在缺氧、营养和治疗等生理过程中越来越重要。但NO是一种自由基小分子，化学反应活性高，半衰期很短，且容易被O₂氧化形成NO₂^-和NO₃^-，这给NO的实时准确检测带来了很大困难。

目前已经建立了多种NO的检测方法，如电子自旋共振光谱法，化学发光法，重氮化反应法，荧光分光光度法，电化学传感法等，其中，化学发光法、重氮化反应法、荧光分光光度法大多是基于特定试剂与NO反应以后生成特定光学物质，然后再通过对光学物质的检测间接地实现对NO的定量分析，这些方法操作复杂、费时、且特异性不高；电子自旋共振光谱法是检测自由基最直接、最特异和最有效的方法，但灵敏度低、线性范围窄、仪器昂贵、技术要求高，而电化学传感法不仅可以实现对NO的直接实时检测，而且还具有操作简单、成本低等优点，为NO的实时检测和生物样品分析提供了一种既实用又简便的方法。

依据电化学传感的机理不同，电化学传感法可分为直接氧化法、电催化氧化法、直接还原法和电催化还原法，其中直接氧化法和还原法因工作电位过高或过低而造成传感器抗干扰能力较差，而且方法灵敏度低，因此已基本被淘汰；电催化还原法通常需要以一些蛋白分子作为NO电催化还原剂，这在一定程度上增加了传感器的成本，同时，电催化还原法也存在灵敏度低的缺点；电催化氧化法是以NO敏感功能材料作为电催化剂，催化NO的电化学氧化，以获得放大的电流信号，方法灵敏度高、选择性好，是目前NO电化学传感领域最受关注的方法。

NO敏感功能材料是NO电化学传感器的核心部件，对传感器的各项性能指标起着决定性作用。近年来，新型纳米材料尤其是新型碳纳米材料的出现，在很大程度上促进了NO电化学传感器的发展。作为新型碳纳米材料的其中一员，石墨烯是一种共价键合单层碳原子的二维薄片，具有非常好的强度、大的比表面积、好的热传导性能、良好的光学性能等物理特性，近年来在电化学传感领域应用广泛。将石墨烯应用于NO电化学传感器的研究工作也有报道，但仍存在制备过程复杂、线性范围窄以及响应时间长等问题，限制了传感器的应用范围。

基于此，本课题组在国家自然科学基金(61501526，21804146，22004134)，湖北省自然科学基金(2018CFC836，2020CFB313)，中央高校基本科研业务费(CZY20006，CZY19040,CZY18028,CZQ18014)的资助下，开发了一种可实现NO直接实时检测的电化学传感器，该传感器制备方法简单、性能优良，有望在生物医学分析检测领域发挥重要作用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种直接实时检测NO的电化学传感器及其制备方法。