[发明专利]一种pH和AA同时检测一体化微电极传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种pH和抗坏血酸（AA）同时检测一体化微电极传感器及其制备方法和应用。属于微纳米材料在生物传感应用技术领域。本发明首先制备一体化微电极，分别以碳纤维电极为工作电极，Pt丝为对电极，Ag/AgCl为参比电极共同封装于玻璃毛细管中。然后碳纳米管通过π‑π堆积作用吸附于碳纤维电极表面，并进一步将pH识别分子（NB）和参比分子（ABTS）共修饰于碳纳米管（CNT）修饰的碳纤维电极表面，得到pH和AA同时检测微电极。该微电极具有制备简单、快速，对pH和AA同时测定具有较高的准确度和较宽的线性范围等特点。对微量唾液的原位pH和AA同时检测具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于微纳米材料在生物传感中应用技术领域，涉及一种pH和AA同时检测一体化微电极传感器及其制备方法和应用。

背景技术

氧化应激在生命活动中扮演着重要角色，过量的活性氧会导致pH降低，而pH的轻微浮动会导致生物化学、离子传导以及神经电信号传递行为的异常。更重要的是脑环境的酸化反过来还会加剧氧化应激的发生。抗坏血酸(AA)作为一种重要的抗氧化剂，参与体内的各种氧化还原反应清除自由基，维持细胞氧化还原平衡，其含量的异常与各种疾病密切相关，如脑中风、阿尔茨海默病、帕金森病及癌症等。因此，发展同时检测pH和AA新方法对本质上理解pH和AA在疾病中的作用具有十分重要的意义。

传统的pH测定方法主要有pH计测定，pH试纸测定。pH计测定主要利用pH玻璃电极，依据能斯特方程，在零电流下通过电位进行测定，但玻璃电极每次测定前需要校准，并且，pH探头较大，需要体液较多；pH试纸虽然可以快速测定，但其在准确性上大打折扣；除此之外，有文献报道荧光指示剂可以用于测量体液pH，但在人体的安全性评估方面仍有待研究。与pH测定不同，AA常用的检测方法，主要依赖于自身的电化学特性，主要通过电化学方法来检测。然而，迄今为止尚无有效的电化学方法可实现pH和AA同时且准确检测。

发明内容

针对目前的pH测量在体液测量中存在的问题以及同时分析的重要性，本发明的目的在于提供一种可实现微量唾液pH和AA高准确及同时分析的一体化微型传感器。另一目的在于提供其制备方和应用。

为实现本发明目的，所述微型传感器为一种集工作电极、对电极和参比电极为一体的微型传感器，该传感器工作电极以耐尔兰(NB)为pH识别分子，以2，2-连氮-二(3-2基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为参比分子，实现体液pH的高准确分析。与此同时，以碳纳米管作为修饰材料，提高AA的催化活性，实现体液中AA高选择性、高准确度和高灵敏度检测，并实现pH和AA的同时分析。

本发明所述pH和AA同时分析微型一体化传感器的制备方法如下：

(1)通过激光拉制仪制得玻璃毛细管；

(2)将碳纤维连接Cu丝导入玻璃管露出碳纤维尖端；

(3)将Pt丝导入玻璃管中并露出尖端；

(4)将含有饱和KCl的琼脂糖注入玻璃管尖端；

(5)将Ag/AgCl电极插入玻璃管中，并注入饱和KCl，玻璃管口用胶帽密封；

(6)将碳纳米材料(CNT)自组装修饰步骤(2)所得电极表面；

(7)将pH识别分子和参比分子按照比例修饰在步骤(6)所得电极的表面，制得所述的pH和AA同时检测微电极CFME/CNT/ABTS+NB。

步骤(1)所述玻璃毛细管可以用移液枪头替换，优选玻璃毛细管。

步骤(2)所述碳纤维的直径7μm，尖端露出长度为500μm～1mm。

步骤(3)所述Pt丝直径为0.05或0.02μm，优选0.05μm；