[发明专利]镍掺杂的四氧化三钴纳米片及其制备方法和在多巴胺检测中的应用

说明书

本发明公开了一种镍掺杂的四氧化三钴纳米片及其制备方法和在多巴胺检测中的应用。本发明首先合成ZIF‑67纳米片作为四氧化三钴的前驱体，然后加入镍盐蚀刻诱导ZIF‑67从固态纳米片转变为具有独特交叉通道的空心纳米片，同时镍吸附在空心纳米片上，最后将镍掺杂的ZIF‑67纳米片转变为镍掺杂的四氧化三钴纳米片。本发明所得到的镍掺杂的四氧化三钴纳米片对多巴胺的电化学传感检测具有优异的选择性、较宽的检测范围、较低的检测限。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，具体涉及一种镍掺杂的四氧化三钴纳米片及其制备方法和在多巴胺检测中的应用。

背景技术

多巴胺(DA)是儿茶酚胺类中的一种激素，是哺乳动物和人类中枢神经系统重要的信息传递物质。它在中央神经、肾内分泌和心血管系统发挥着非常重要的角色。作为有效的神经调节剂，它影响大脑的许多方面，神经元可塑性以及压力反应的组织和控制，它的作用不仅限于此，它还可以控制信息流和注意力跨度、学习、睡眠-觉醒周期、动机、运动和记忆形成。多巴胺还影响各种动机行为，如感知奖励等。然而，DA水平的异常会导致严重的疾病，中枢神经系统中DA水平低或几乎完全耗尽，被认为是几种神经系统疾病的主要原因，例如高DA水平的指标是心脏毒性，这会导致心跳加快，高血压以及心力衰竭。相比之下，低浓度的DA可能导致某些精神和身体疾病，例如帕金森氏病(PD)，精神分裂症，阿尔茨海默氏病和抑郁症。根据人体代谢组数据库，血液中DA的浓度小于130pM，而人脑脊液和尿液中DA的浓度为5nM。因此，开发高灵敏度和选择性的传感器对DA临床诊断、监测治疗效果和疾病预防中非常重要。

近几年，多巴胺的检测主要集中在酶分析，液相色谱，质谱，毛细管电泳，光学以及电化学检测。每种方法都有其自身的特点和缺点，尽管它的选择性和灵敏度在低检测线LOD的情况下很好，但它们大多数都有一些缺点，例如耗时、费力和金钱。然而，电化学传感方法由于其显着的优势(如高度简便、灵敏、良好的重复性和再现性、长期稳定性和成本效益)受到越来越多的关注。

电化学传感器适用于多种生物分子的检测，例如快速扫描循环伏安法(FSCV)、差分脉冲伏安法(DPV)、方波伏安法(SWV)、安培法(AMP)等，为DA的测定提供了广阔的平台。在特定电势下，DA容易在电极上氧化为DA-醌，然后可以还原为DA，因此可以有效地进行检测。但在实际的性能评估中，也应考虑许多关键参数。最重要的是检测限(LOD)，必须满足目标物的浓度水平，用于DA临床诊断的合适传感器要求检测限为纳摩尔水平。另外，在存在不同干扰物质时，选择性必须足够高。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍掺杂的四氧化三钴纳米片及其制备方法和在多巴胺检测中的应用，对多巴胺的电化学传感检测具有优异的选择性、较宽的检测范围、较低的检测限。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

本发明公开了一种镍掺杂的四氧化三钴纳米片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钴盐和2-甲基咪唑溶于溶剂中反应，得到ZIF-67纳米片；

(2)将步骤(1)得到的ZIF-67纳米片与镍盐在溶剂中刻蚀反应，得到镍掺杂的ZIF-67纳米片；

(3)将步骤(2)得到的镍掺杂的ZIF-67纳米片在溶剂中加热回流反应，得到镍掺杂的四氧化三钴纳米片。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)的具体方法为：将钴盐溶解在十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，将2-甲基咪唑溶于水溶液中，然后将两种溶液混合后120-200℃下水热反应，冷却后离心、烘干得到ZIF-67纳米片。

作为优选的技术方案，所述步骤(2)的具体方法为：将步骤(1)得到的ZIF-67纳米片分散在溶剂中，然后与镍盐混合，静置刻蚀反应，然后离心、烘干得到镍掺杂的ZIF-67纳米片。