[发明专利]一种用于多巴胺检测的电化学传感器及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种用于多巴胺检测的电化学传感器及其制备方法与应用，具体涉及生物分子检测领域。将氧化石墨烯用两亲性表面活性剂包覆，形成有机可溶的氧化石墨烯复合物，将此复合物溶于有机溶剂中制备一定浓度的有机溶液，将制备的有机溶液在高湿度条件下浇筑在ITO玻璃上，待有机溶剂和水挥发完全后，在ITO玻璃上得到石墨烯复合物多孔膜，将此薄膜在一定的条件下进行电化学还原，制备得到还原氧化石墨烯多孔膜，其与ITO玻璃共同组成电化学传感器，可用于检测多巴胺。本发明提供一种简便、无毒、廉价、快速、灵敏的用于多巴胺检测的电化学传感器。

技术领域

本发明涉及生物分子的电化学检测技术领域，具体涉及一种用于多巴胺检测的电化学传感器及其制备方法与应用。

背景技术

多巴胺是儿茶酚胺类神经递质，它可以调节人类的认知和行为，在心血管、肾脏系统、内分泌系统和中枢神经系统中起到重要作用。正常水平的多巴胺分泌对于人类的精神和身体健康非常重要，异常的多巴胺分泌会导致多种疾病的发生，如精神分裂症、小儿多发性抽动症、阿尔兹海默症、高血压和饮食障碍等。因此，多巴胺的含量检测对于相关疾病机理的研究、诊断和治疗具有重要的意义。常规的检测多巴胺的方法包括质谱分析、毛细管电泳法、量热法、比色法等。这些方法通常涉及耗时和繁琐的预处理过程、温度控制和分离过程、复杂的仪器、容易带来干扰的内标物的使用、高成本和熟练的操作人员。

与以上方法相比，电化学方法由于操作简便、小型化、高灵敏度、响应快、可实时检测、容易监测和低成本等优点受到广泛关注。而且由于多巴胺是一种易被氧化的电活性物质，所以多巴胺的电化学检测激起了人们的研究兴趣。各种物质被组装到电极上用于多巴胺的电化学检测，CN110006970A公开了一种利用溴酚蓝层对玻碳电极进行修饰，进而引入IrO₂-Pt纳米粒子的电化学传感器，实现了其对多巴胺的电化学检测。CN112723423A公开了一种将镍掺杂的四氧化三钴纳米片组装到电极上，进而对多巴胺进行检测的方法，达到了较低的检测限。

同时，不同三维结构也被引入到电化学传感器中提高其传感效率，例如通过水热和随后的高温退火过程可制备多孔氮掺杂的石墨烯凝胶，将其负载在电极材料上可实现多巴胺的快速灵敏的检测[Holey nitrogen-doped graphene aerogel for simultaneouslyelectrochemical determination of ascorbic acid, dopamine and uric acid[J].Talanta, 2021, 224: 121851]。将钴基金属有机骨架化合物和还原氧化石墨烯复合制备银耳状多孔结构，此结构对过氧化氢和多巴胺均显示出优异的电化学响应性[Tremella-like ZIF-67/rGO as electrode material for hydrogen peroxide and dopaminesensing applications[J]. Sens. Actuators B Chem., 2020, 311: 127918]。

尽管各种功能性材料和结构都能实现对多巴胺的电化学检测，但是仍然需要发展一种简单、方便、绿色环保、廉价且电化学灵敏的多巴胺电化学传感器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于多巴胺检测的电化学传感器及其制备方法与应用，以解决现有技术中存在的电化学传感器制备方法中操作繁琐、有毒有害物质的使用、成本偏高以及结构和性能不可调控等问题。

本发明通过选择合适的氧化石墨烯用量、表面活性剂及用量、氧化石墨烯与表面活性剂的比例，利用相转移过程制得可溶于有机溶剂的氧化石墨烯复合物，通过选择合适的氧化石墨烯复合物用量以及湿度等条件，利用水滴自组装过程，制得附着于ITO玻璃上的含氧化石墨烯有序多孔膜，选择合适的电化学还原条件将氧化石墨烯还原，制得附着于ITO玻璃上的还原氧化石墨烯有序多孔膜，即可用于多巴胺检测的电化学传感器。