[发明专利]石墨烯-卟啉修饰电极的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及修饰电极的制备方法及其应用。

背景技术

抗坏血酸（Ascorbic acid,AA）又称维生素C,是人类生命活动中重要的维生素之一，人体缺乏抗坏血酸会导致严重的疾病，如坏血病、癌症等。因此检测生物体内抗坏血酸的含量具有非常重要的意义。目前常用的检测方法有分光光度法、荧光法、色谱法等，但这些方法操作繁琐，花费时间长，且价格相对昂贵。

石墨烯是一种新型的二维纳米结构的碳材料，由于其导电率高、比表面积大和优越的化学、机械性能，现已广泛被用于微纳电池、太阳能电池、超级电容器和生物传感器等领域的研究。正是考虑到其导电性质优越、比表面积大，可以将其用于电化学中检测抗坏血酸的研究，将会显著改善生物传感器的稳定性和灵敏性。卟啉在生命科学、药物化学、光化学、分析化学、电化学、探索高效利用太阳能等方面也具有重要的应用前景，金属卟啉是由接近平面结构的大杂环配体和处于平面中心的过渡金属离子所组成，近年来，随着对金属卟啉化合物电化学行为的深入研究，它们的强电催化性能已经被证实。正是基于石墨烯与卟啉二者优异的性质，二者功能化复合后将具有电子迁移率高，比表面积大、电催化活性好等特点，对抗坏血酸将具有很好的电催化氧化作用，这对于我们开发新型生物传感器、实现对抗坏血酸的有效检测有重要意义，我们有理由相信这种复合产物在生物传感器领域中将拥有广阔的前景。

发明内容

本发明要解决现有检测生物体内抗坏血酸的含量方法操作繁琐，花费时间长，且价格相对昂贵的问题，而提供石墨烯-卟啉修饰电极的制备方法及其应用。

石墨烯-卟啉修饰电极的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、将6g天然鳞片石墨、5g K₂S₂O₈和5g P₂O₅混合均匀，向体系中加入24mL浓H₂SO₄，然后搅拌条件下，在温度为80℃的油浴中反应4.5h，得到预氧化的石墨；

二、用冰水浴将体积为23mL、质量浓度为98%的浓硫酸冷却至3.5℃～5℃，再在搅拌条件下加入1g步骤一得到的预氧化的石墨和3.5g KMnO₄，控制体系温度为4℃～6℃，然后移开冰水浴，控制温度为35℃，搅拌2h，再加入90mL蒸馏水，升高温度至98℃并继续搅拌15min，然后用75mL蒸馏水稀释，再加入10mL的H₂O₂，将得到的产物离心洗涤，得到氧化石墨烯分散溶液，然后低温烘干，得到氧化石墨烯固体；

三、将30mg步骤二得到的氧化石墨烯固体加入到20mL SOCl₂溶液中，再加入0.5mLDMF溶液，在通氩气条件下，控制温度为70℃回流24h，得到酰氯化石墨烯；

四、将9.85mL苯甲醛加入200mL丙酸溶液中，加热回流，再将6.75mL吡咯加入到回流溶液中，反应时间为80min～100min，然后加入200mL无水乙醇，控制温度为-20℃，保持10h～12h，抽滤，然后将固体溶于二氯甲烷中，通过柱层析，得到四苯基卟啉；

五、将1g步骤四得到的四苯基卟啉加入到75mL氯仿中，在温度为0℃～5℃条件下搅拌，加入75mL溶有27mmol HNO₃的氯仿溶液，控制加入过程的时间在1.5h以内，再继续反应1.5h，然后用TLC检测，呈墨绿色，再洗涤、柱层析，收集第二带，得到5-(4-硝基)苯基-10,15,20-三苯基卟啉；

六、将0.6g步骤五得到的5-(4-硝基)苯基-10,15,20-三苯基卟啉加入到40mL质量浓度为25%的浓盐酸中，再加入3.0g二氯亚锡，在温度为65℃条件下搅拌1h～1.2h，冷却至室温，然后抽滤、柱层析分离，得到5-(4-氨基)苯基-10,15,20-三苯基卟啉；

七、将30mL DMF溶液加入到60mg步骤六得到的5-(4-氨基)苯基-10,15,20-三苯基卟啉中，再加入1g无水MnCl₂，然后控制温度为150℃，搅拌回流2h，洗涤，萃取得到5-(4-氨基)苯基-10,15,20-三苯基锰卟啉，然后通过柱层析纯化，得到纯净的锰卟啉配合物；