[发明专利]一种检测多巴胺的电化学生物传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学生物传感器技术领域，具体涉及一种基于聚（3，4-乙烯二氧噻吩）/纳米金导电复合物薄膜构建的用于检测多巴胺的超稳定电化学生物传感器及其制备方法。

背景技术

多巴胺在人类中枢神经系统中负责大脑中枢神经体系的信息传递。多巴胺与几种神经错乱病症，如精神分裂、亨廷顿疾病及帕金森症状均有密切的关系。因此，准确地检测人体内多巴胺的生理含量对设计上述几种病症的诊治方案及判断治疗方案的功效都有着重要的意义。目前，已经有研究报道了测定多巴胺的方法，如液相色谱-荧光光谱法、气质联用法、液相色谱－串联质谱法等，但这些方法存在操作步骤繁琐、仪器设备昂贵、成本较高、对操作人员专业技术要求较高等缺陷。

无论是体外还是体内研究都证实了：即便基于普通的电极，多巴胺都可以很容易的被电化学氧化。但是，由于多巴胺氧化反应的一些本质特点，使用电化学方法去准确检测多巴胺依旧存在一系列问题。如，上述几种病症中多巴胺的含量非常小，尤其是在帕金森病症中,而其它一些干扰物质,如抗坏血酸等则含量非常大，会对多巴胺的检测产生较大的干扰。最重要的一点是，现在研究的电化学生物传感器所修饰的保护性薄膜材料大多容易失活甚至从电极表面剥落，这就容易导致传感器灵敏度发生改变，线性范围减小，甚至会增加干扰分子对检测的干扰。结果，不仅不利于生物传感器的运输与存储，而且还会增加每次测试的成本。基于上述观点，在生物传感器的构建技术上，设计合成一些新的材料，使之在具有优秀的灵敏度以及选择性的同时，具有良好的存储及操作稳定性，这也是当前亟待研究的方向，也是多巴胺传感器能够得到更广泛的商业应用的基础。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于直接检测多巴胺的超稳定电化学生物传感器及其制备方法，该生物传感器具有较低的检出限、较宽的线性范围及良好的稳定性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测多巴胺的电化学生物传感器，该生物传感器是先采用电化学方法在铂盘电极上电聚合得到聚（3，4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT），然后通过静电作用与纳米金（nanoAu）结合而得。该生物传感器具有超强的稳定寿命，其信号可以保持8个月不变，远远超过当前传统的多巴胺电化学传感器3个月的寿命；此外，其检测范围很宽, 从6.0×10^-6到 0.13 mol/L，检出限为1.5 ×10^-6 mol/L，响应时间仅为2.5 s。

所述检测多巴胺的电化学生物传感器的制备方法，其包括如下步骤：

1）PEDOT薄膜在铂盘电极表面的固定：以亲水性的离子液体BMIMBF₄为电解液与支持电解质，单体3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）的浓度保持在0.05～0.3mol/L（浓度优选0.1 mol/L），保持溶液在整个反应中处于氮气氛围，室温下，在以铂盘电极为工作电极、铂片对电极、银丝参比电极的三电极系统中，采用循环伏安法，搅拌状态下，在以银丝作参比的-0.6～1.6 V的工作电位范围内，循环扫描聚合得到蓝色的PEDOT薄膜；

 2）PEDOT/nanoAu复合物薄膜的制备：将步骤1）所得修饰电极用乙腈清洗干净，氮气吹干，浸入制备好的纳米金胶溶液中于0～4℃放置12 h，取出后用去离子水冲洗用以去掉结合不够稳定的纳米金，即为电化学生物传感器。

步骤1）中所述的铂盘工作电极预先经下述处理：将直径2 mm的铂盘电极分别经1.0μm、0.3μm和0.05μm的氧化铝浆打磨抛光后，在乙醇和超纯水中各超声清洗3min。

本发明中的PEDOT/nanoAu复合物薄膜采用X射线衍射表征（结果见图1），其XRD图在15o 到25o有一个对应于PEDOT无定形结构的衍射宽峰，在40o、46o、68o分别有三个对应于金属金的(111)、(200)及(220)晶面的衍射峰。基于上述结构，可以推断出：在无定形导电高分子PEDOT的外层覆盖了大量的纳米金颗粒。