[发明专利]一种可用于选择性检测银离子的工作电极及电化学传感器

说明书

本发明公开了一种可用于选择性检测银离子的工作电极，所述工作电极包括基底电极和修饰在基底电极表面的复合材料，所述复合材料包括3,3′,5,5′‑四甲基联苯胺和石墨烯。本发明还公开了上述工作电极的制备方法，即将包括3,3′,5,5′‑四甲基联苯胺、石墨烯和有机溶剂的混合溶液涂覆在基底电极表面，干燥后即得所述工作电极。本发明还公开了一种包括上述工作电极的电化学传感器及其应用。本发明基于3,3′,5,5′‑四甲基联苯胺‑石墨烯修饰电极的电化学传感器实现了对银离子(Ag⁺)高度选择性的检测，解决了3,3′,5,5′‑四甲基联苯胺(TMB)作为比色探针在检测金属离子时存在的非选择性的问题。

技术领域

本发明涉及电化学分析技术领域。更具体地，涉及一种可用于选择性检测银离子的工作电极及电化学传感器。

背景技术

近年来，重金属离子的检测在化学、环境、食品安全以及生物样品等领域是一个非常重要的问题。银作为地球上最丰富的金属之一，它的化合物在工业和日常生活中，作为抗菌剂、催化剂，电子器件、显影剂和珠宝等扮演非常重要的角色。然而，在过去数十年里，每年都有来自工业废水及排放物中的成千上万吨银离子(即Ag⁺)被持续地释放在我们周围的环境中，尤其是发展中国家。而水生生态系统中高浓度银离子(即Ag⁺)会给人类和水生动物带来巨大的毒性危害，尤其是其能通过结合功能化酶上的硫醇键、氨基键和羧基键，或者替代重要的金属元素，使得酶的活性发生失活。因此，从人类的健康和环境的角度，发展一个快速、精确和低成本地检测银离子(即Ag⁺)的方法是非常必要的。

当前，许多常规检测银离子(即Ag⁺)的方法，如原子吸收/发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、荧光光谱法等，虽然技术成熟，并且被广泛地使用，但是具有操作复杂、耗时长、成本高和设备复杂等不可或缺的问题。而近年来，基于染料、DNA和DNA酶的荧光传感器作为银离子(即Ag⁺)检测的工具之一被快速地发展，虽然其具有检测简单、快速、选择性高和检测限低等优点，但是具有传感器合成复杂、原料成本高、潜在的环境二次污染等问题。因此，上述这些方法都限制其在实际生活中应用。作为选择，电化学检测方法由于其操作简单、成本低、耗时短、检测限低，具有便携性和小型化等优点，可以实现连续、快速和现场的在线检测与分析，已经被广泛应用于环境监测和分析、食品安全等领域。

3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(即TMB)，是一种具有亲油性和低毒性的白色晶体粉末，一直以来被报道作为过氧化氢酶基底，有着极好的生物应用。最近，3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(即TMB)作为一种选择性探针，检测银离子(即Ag⁺)，并与其发生显色反应，形成一种蓝色的复合物。然而除银离子(即Ag⁺)外，铁离子(即Fe³⁺)也能够与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(即TMB)反应生成类似的蓝色复合物。因此，在实际的显色检测中，由于铁离子(Fe³⁺)和银离子(即Ag⁺)的相互干扰，3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(即TMB)作为探针并不具有选择性，使得其以比色方法去检测银离子(即Ag⁺)不具有实际意义。

因此，本发明提供了一种可用于选择性检测银离子的工作电极及电化学传感器。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可用于选择性检测银离子的工作电极。

本发明的另一个目的在于提供一种可用于选择性检测银离子的工作电极的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种包括上述工作电极的电化学传感器。

本发明的第四个目的在于提供一种包括上述工作电极的电化学传感器的应用。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：