[发明专利]一种一氧化氮电化学传感微电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种一氧化氮电化学传感微电极及其制备方法和应用，该电极以碳纤维构成微电极内芯，所述电极内芯由内而外依次修饰包括金沉积层、NO电催化复合物层和氟化干凝胶屏蔽层，由上述多个修饰层形成完整的微电极。本发明制备的NO电化学传感微电极利用电化学分析方法实现NO的快速检测，其所需电化学仪器简单、选择性好、分析速度快、检测成本低、易于实现微型化，且响应快速、监测灵敏。本发明提出的一氧化氮电化学传感微电极有助于解决现有NO检测选择性和灵敏度不高的问题，是一种高性能的NO微传感器，可进一步拓展NO的检测应用，为环境监测、NO生理功能的研究提供重要的检测与传感器件。

技术领域

本发明属于微电极领域，具体涉及一种高选择性一氧化氮(NO)电化学传感微电极及其制备方法和应用。

背景技术

一氧化氮(Nitric oxide，NO)在生物体内是一种重要的气体信号分子，在诸如血管扩张、神经信号传递和炎症反应过程中起着关键作用。与此同时，局部 NO水平与生理和病理状态息息相关，有着关键的指示作用。但由于NO在生物体内的活性半衰期仅为数秒，且扩散范围通常在几百微米以内，NO检测的困难显而易见。因此，克服NO检测困难，发展高灵敏度和高选择性的NO传感器，提升NO传感器的性能，不仅可以促进对NO生理功能的研究，还有望推进以 NO作为指示的疾病早期监测应用。

在诸多NO检测方法中光谱学的方法最常用于NO浓度的测量，其具有高灵敏性和灵活性，如化学发光法可提供很高的灵敏度(Yao D,Vlessidis A G, Evmiridis N P,etal.Luminol chemiluminescense reaction:a new method for monitoring nitricoxide in vivo[J].Analytica Chimica Acta,2002,458(2):281-289)。目前，光谱学方法虽然被用于NO的检测，但其依赖复杂的仪器设备，且需要额外的试剂。电化学传感器具有响应快速、监测灵敏、易于设备集成性等特点和优势。基于此，Shibuki在1990年首次发展了一种电化学NO传感器，该传感器采用正电极电势来氧化和检测NO，这种传感器对亚硝酸盐具有一定的选择性，可以用于测量NO。(Shibuki K.An electrochemical microprobe fordetecting nitric oxide release in brain tissue[J].Neuroscience Research,1990,9(1):69-76.)。目前，已经有越来越多的电化学方法被用于NO的测量。固态的选择性渗透NO电极可以消除内部填充溶液，它的设计和结构使其比Shibuki型更易于小型化。通过在电极上分层放置多种类型的膜，可以调整传感器的选择性，以区分包括亚硝酸盐，多巴胺和对乙酰氨基酚在内的各种干扰，从而能够确定生物环境中的NO浓度，在此基础上的开发的固态催化电极可以进一步减少电活性干扰对NO选择电极的影响(Ciszewski A,MilczarekG.Electrochemical detection of nitric oxide using polymer modified electrodes[J].Talanta,2003,61(1):11-26.)，不过其灵敏度和选择性依然不能满足在生物样本中的高选择性检测。因此如何构建更加灵敏、更高选择性的传感器十分重要，NO传感器的构建仍将是活跃而富有成果的研究领域。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种一氧化氮电化学传感微电极，可以高选择性高灵敏度地检测复杂生物环境下的NO。

本发明还提供所述一氧化氮电化学传感微电极的制备方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种一氧化氮电化学传感微电极，所述电极以碳纤维构成微电极内芯，所述电极内芯由内而外依次修饰包括金沉积层、NO电催化复合物层和氟化干凝胶屏蔽层。

其中，所述NO电催化复合物层主要为G4-DNA/Hemin复合物，为一条可以形成四链结构的DNA寡核苷酸与亚铁血红素Hemin组成。