[发明专利]一种电化学传感器的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及电化学传感器的制备技术领域，具体涉及一种测定多巴胺或/和对乙酰氨基酚的电化学传感器。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的新型二维材料。石墨烯具有良好的电学、光学、力学和热学性能，在许多领域显示出光明的应用前景。与富勒烯和碳纳米管相比，石墨烯的某些性能更优，比如比表面积更大、导电性更高、电子传递速率更快等，这表明石墨烯是一种极具吸引力的电化学传感材料。因此，石墨烯在电化学传感领域应用广泛，各种石墨烯基电极不断涌现。

石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、氧化-还原法、晶体外延生长法、化学气相沉积法和有机合成法等。由于氧化-还原法具有产率高、易于实现规模化生产、制备出的石墨烯结构易于修饰复合等优点，因而目前电化学传感领域使用的石墨烯几乎均采用氧化-还原法制备。但该方法存在以下缺陷：第一、需使用大量的强氧化剂，易造成环境污染；第二、操作过程繁琐、反应条件苛刻，需控制不同温度进行多次氧化剥离再进行还原；第三、强氧化剂易于使石墨烯的完整结构产生不可逆的破坏，削弱其电学、电化学等方面的重要性能。随着石墨烯制备研究的迅猛发展，简易的液相剥离法受到越来越多研究者的青睐。然而，通过现有的液相剥离法制备石墨烯仍存在诸多不足：超声时间长，产率不高，制备效率低，石墨烯质量不高，且难以满足高灵敏检测特定目标物的电化学分析要求。

对乙酰氨基酚(AC)是临床上使用极其广泛的苯胺类药物。但是过量使用或滥用对乙酰氨基酚会引起不良反应和严重的肝损害。多巴胺(DA)是重要的神经递质，在中枢神经、心血管系统等功能中扮演着重要的角色。当多巴胺的浓度偏离正常水平时会引起帕金森疾病和精神分裂症等疾病。因此，实现对两种物质的检测，在药品检测中具有重要的应用价值。目前测定对乙酰氨基酚和多巴胺的方法主要有高效液相色谱法、光谱测定法、荧光光谱法等。这些方法仪器昂贵，需要专门的技术培训，且操作过程繁琐，而电分析方法由于灵敏度高、选择性好、响应时间短、所用仪器设备价格低廉等优点而广泛应用于药品检测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有多巴胺和对乙酰氨基酚测定技术昂贵繁琐、电化学传感器制备复杂费时、检测灵敏度不高的缺陷，提供一种简便、低成本、高灵敏测定多巴胺或/和对乙酰氨基酚的电化学传感器。

本发明所述的电化学传感器，其中，传感器包括电极芯和石墨烯纳米片，且石墨烯纳米片附着在电极芯的表面。采用液相剥离法制备石墨烯；将制备好的石墨烯滴涂于处理过的电极芯上。基于本发明所制备的石墨烯修饰电极对多巴胺和对乙酰氨基酚的检测具有灵敏度高、线性检测范围宽的特点，且整个方法简单易行、操作成本低，完全能满足多巴胺或/和对乙酰氨基酚的电化学分析含量测定。

具体的技术方案如下：

一种测定多巴胺或/和对乙酰氨基酚的电化学传感器，电化学传感器包括石墨烯纳米片分散液修饰电极，在制备石墨烯纳米片分散液的过程中，采用meso-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)的钠(或钾)盐或meso-四(4-羧基苯基)卟啉金属配合物(MTCPP)的钠(或钾)盐作为剥离助剂。

所述石墨烯纳米片分散液的制备方法是：将质量比为0.5:1-3:1(优选为2:1)的石墨粉和TCPP的钠(或钾)盐或MTCPP的钠(或钾)盐放入容器中，再向容器中加入溶剂，放入超声波仪中超声1.5-4h，得到石墨烯纳米片分散液。

所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种，溶剂用量为：每10mg石墨粉使用4-30mL溶剂；

优选的，溶剂用量为：每10mg石墨粉使用5-15mL溶剂。

所述TCPP的钠(或钾)盐或MTCPP的钠(或钾)盐的制备方法是：将TCPP或MTCPP溶解于乙醇中，在35-100℃下，加入饱和碳酸氢钠(或钾)水溶液，待其完全反应后，将溶液放入干燥箱中干燥，最后得到TCPP的钠(或钾)盐或MTCPP的钠(或钾)盐。

TCPP或MTCPP与碳酸氢钠(或钾)用量的质量比为5:1-3。

所述meso-四(4-羧基苯基)卟啉及其金属配合物的钠或钾盐是在石墨烯纳米片分散液的制备过程中原位生成的，方法如下：将石墨粉、氢氧化钠(或钾)和MTCPP(或TCPP)置于容器中，加入溶剂，放入超声波仪中超声分散；

进一步的，石墨粉、氢氧化钠(或钾)、MTCPP(或TCPP)的质量比为10:0.5-3:3-15，最佳为10:1:5。