基于纳米复合物修饰电极的比率电化学肌酐传感器的制备方法技术

本申请提供一种基于纳米复合物修饰电极的比率电化学肌酐传感器的制备方法，其中，该玻碳电极由纳米复合物修饰，该纳米复合物包括或由铜纳米粒、聚多巴胺、还原氧化石墨烯和耐尔蓝组成。该电极电化学活性高、生物相容性好、比较面积大、比率信号抗干扰能力强，本申请的制备方法操作简单、成本低、原料易得，本申请的检测方法简便灵活、灵敏度高、抗干扰能力强、效率高、准确性好，特别适用于肌酐的检测。

【技术实现步骤摘要】
基于纳米复合物修饰电极的比率电化学肌酐传感器的制备方法
本申请属于纳米复合材料和电化学传感器交叉
，具体涉及基于纳米复合物修饰电极的比率电化学肌酐传感器的制备方法。
技术介绍
与碳纳米管和富勒烯相比，氧化石墨烯价格比较低廉，原料也易得，有望成为超级纳米材料，大量应用于光电、传感器、电子、电容器等诸多领域。氧化石墨烯的主体是由碳原子构成的稳定六元环结构，其边缘含大量羧基、羟基、环氧基等功能基团，能够明显地增加氧化石墨烯的反应活性。还原氧化石墨烯的化学性能远高于氧化石墨烯，分子间范德华力使其易聚集而降低了稳定性，因此对还原氧化石墨烯进行有效的功能化修饰显得尤为重要。盐酸多巴胺具有优异的环境相容性，在化学方法还原氧化石墨烯方面显示出环境友好的优点，制备的聚多巴胺/还原氧化石墨烯复合物呈现三维结构，导电性好，表面积大等特点，可作为一种新型的功能化纳米材料，在光学、电化学、催化、电池等领域受到广泛关注。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种基于纳米复合物修饰电极的比率电化学肌酐传感器的制备方法，所述电极电化学活性高、生物相容性好、比较面积大、比率信号抗干扰能力强，所述制备方法操作简单、成本低、原料易得，所述检测方法简便灵活、灵敏度高、抗干扰能力强、效率高、准确性好，特别适用于肌酐的检测。本申请通过以下技术方案来实现：首先，本申请提供一种玻碳电极，所述玻碳电极由纳米复合物修饰，所述纳米复合物的组成中包括或由铜纳米颗粒、聚多巴胺、还原氧化石墨烯和耐尔蓝组成；进一步地，所述纳米复合物为铜纳米颗粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物；进一步地，所述纳米复合物由纳米复合物B与铜纳米粒复合得到；进一步地，所述铜纳米粒通过一步电沉积在纳米复合物B上原位生成；进一步地，所述纳米复合物B由纳米复合物A和耐尔蓝复合得到；进一步地，在本申请的一个或多个实施方式中，所述纳米复合物对玻碳电极的修饰通过以下方式实现：在裸玻碳电极上滴涂纳米复合物B后，在纳米复合物B上原位生成铜纳米粒即得铜纳米粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物及其修饰的玻碳电极。进一步地，在更为具体的实施方式中，所述纳米复合物对玻碳电极的修饰通过以下方式实现：取裸玻碳电极，对其表面进行抛光打磨处理，滴涂纳米复合物B，在室温下干燥，随后在硝酸盐溶液中加入硝酸铜溶液，进行循环伏安扫描，即得铜纳米粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物修饰的玻碳电极。进一步地，在玻碳电极上滴涂纳米复合物B的滴涂量为2-10μL，优选为4-6μL，优选为5μL；进一步地，所述硝酸盐溶液pH为3-6，优选为4-5，优选为4.8；进一步地，所述硝酸铜溶液的浓度为1-100mM，优选为5-50mM，更优选为20mM；进一步地，所述循环伏安扫描圈数为5-25圈，优选为14-20圈，最优选为18圈。进一步地，在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述纳米复合物A按如下方式获得：将石墨烯采用Hummer’s方法制备得到氧化石墨烯；称取该氧化石墨烯和盐酸多巴胺，加入到Tris-HCl缓冲液中，在一定温度下搅拌反应制备得到聚多巴胺/还原氧化石墨烯纳米复合物(即纳米复合物A)；进一步地，所述氧化石墨烯和盐酸多巴胺的用量(质量浓度)比为1：0.1-10，优选为1：0.5-5，优选为1：0.8；进一步地，所述Tris-HCl缓冲液的浓度为1-10mM，优选为5-10mM，更优选为10mM；进一步地，所述Tris-HCl缓冲液的pH为4-8，优选为5-6.5，更优选为6.5；进一步地，所述反应温度为50-150℃，优选为60-90℃，更优选为80℃；进一步地，所述反应时间为2-48h，优选为6-24h，更优选为24h。进一步地，在本申请的一个或多个实施方式中，所述纳米复合物B按如下方式获得：将纳米复合物A和耐尔蓝一起加入到称量瓶中，超声处理制得聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝纳米复合物(即纳米复合物B)；进一步地，所述纳米复合物A和耐尔蓝的质量浓度比为1:0.2-5，优选为1:0.25-2；优选为1：0.25-1或1：1-2，更优选为1：0.5-1；最优选为1:0.5；进一步地，所述超声功率为120-200W，优选为140-180W，更优选为160W；进一步地，所述超声时间为1-10h，优选为0.5-6h，优选为2h。其次，本申请提供了一种制备上述玻碳电极的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将石墨烯采用Hummer’s方法制备得到氧化石墨烯；(2)称取步骤(1)中得到的氧化石墨烯和盐酸多巴胺，加入到Tris-HCl缓冲液中，在一定温度下搅拌反应制备得到聚多巴胺/还原氧化石墨烯纳米复合物，以下简称纳米复合物A；(3)将步骤(2)中得到的纳米复合物A和耐尔蓝一起加入到称量瓶中，超声处理制得聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝纳米复合物，以下简称纳米复合物B；(4)取裸玻碳电极，对其表面进行抛光打磨处理，然后滴涂步骤(3)得到的纳米复合物B，在室温下干燥，随后在硝酸盐溶液中加入硝酸铜溶液，进行循环伏安扫描，即得铜纳米粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物修饰的玻碳电极。进一步地，在步骤(2)中，所述氧化石墨烯和盐酸多巴胺的用量(质量浓度)比为1：0.1-10，优选为1：0.5-5，优选为1：0.8；进一步地，所述Tris-HCl缓冲液的浓度为1-10mM，优选为5-10mM，更优选为10mM；进一步地，在步骤(2)中，所述Tris-HCl缓冲液的pH为4-8，优选为5-6.5，更优选为6.5；进一步地，在步骤(2)中，所述反应温度为50-150℃，优选为60-90℃，更优选为80℃；进一步地，在步骤(2)中，所述反应时间为2-48h，优选为6-24h，更优选为24h。进一步地，在步骤(3)中，所述纳米复合物A和耐尔蓝的质量浓度比为1:0.2-5，优选为1:0.25-2；优选为1：0.25-1或1：1-2，更优选为1：0.5-1；最优选为1:0.5。进一步地，在步骤(3)中，所述超声功率为120-200W，优选为140-180W，更优选为160W；进一步地，在步骤(3)中，所述超声时间为1-10h，优选为0.5-6h，优选为2h。进一步地，在步骤(4)中，在玻碳电极上滴涂纳米复合物B，滴涂量为2-10μL，优选为4-6μL，优选为5μL；进一步地，在步骤(4)中，所述硝酸盐溶液pH为3-6，优选为4-5，优选为4.8；进一步地，在步骤(4)中，所述硝酸铜溶液的浓度为1-100mM，优选为5-50mM，更优选为20mM；进一步地，在步骤(4)中，所述循环伏安扫描圈数为5-25圈，优选为14-20圈，最优选为18圈。再次，本申请提供了一种电化学传感器，所述传感器包含如上所述的玻碳电极和/或以如上所述的玻碳电极为传感界面；所述传感器优选为比率电化学传感器。再次，本申请还提供了一种检测肌酐的方法，所述方法使用如上所述的玻碳电极或使用(基于)如上所述的电化学传感器；和/或，进一步地，所述方法以上述的玻碳电极为传感界面，测定不同肌酐浓度下的肌酐-铜离子配合物和耐尔蓝的氧化峰电流强度比率，拟合不同比率值与对应肌酐浓度的线性关系。进一步地，所述肌酐线性浓度范围为0.1-100mM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻碳电极，其由纳米复合物修饰，所述纳米复合物包括或由铜纳米颗粒、聚多巴胺、还原氧化石墨烯和耐尔蓝复合而成；进一步地，所述纳米复合物为铜纳米颗粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物。

【技术特征摘要】
1.一种玻碳电极，其由纳米复合物修饰，所述纳米复合物包括或由铜纳米颗粒、聚多巴胺、还原氧化石墨烯和耐尔蓝复合而成；进一步地，所述纳米复合物为铜纳米颗粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物。2.一种制备权利要求1中所述玻碳电极的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将石墨烯采用Hummer’s方法制备得到氧化石墨烯；(2)称取步骤(1)中得到的氧化石墨烯和盐酸多巴胺，加入到Tris-HCl缓冲液中，在一定温度下搅拌反应制备得到聚多巴胺/还原氧化石墨烯纳米复合物，以下简称纳米复合物A；(3)将步骤(2)中得到的纳米复合物A和耐尔蓝一起加入到称量瓶中，超声处理制得聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝纳米复合物，以下简称纳米复合物B；(4)取裸玻碳电极，对其表面进行抛光打磨处理，然后滴涂步骤(3)得到的纳米复合物B，在室温下干燥，随后在硝酸盐溶液中加入硝酸铜溶液，进行循环伏安扫描，即得铜纳米粒/聚多巴胺/还原氧化石墨烯/耐尔蓝四组分纳米复合物修饰的玻碳电极。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述氧化石墨烯和盐酸多巴胺以质量浓度计的用量比为1：0.1-10，优选为1：0.5-5，优选为1：0.8；进一步地，所述Tris-HCl缓冲液的浓度为1-10mM，优选为5-10mM，更优选为10mM；进一步地，在步骤(2)中，所述Tris-HCl缓冲液的pH为4-8，优选为5-6.5，更优选为6.5；进一步地，在步骤(2)中，所述反应温度为50-150℃，优选为60-90℃，更优选为80℃；进一步地，在步骤(2)中，所述反应时间为2-48h，优选为6-24h，更优选为24h。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述纳米复合物A和耐尔蓝的质量浓度比为1:0.2-5，优选为1:0.25-2；优选为1：0.25-1或1：1-2，更优选为1：0.5-1；最优选为1:0.5；进一步地，在步骤(3)中，所述超声功率为120-200W，优选为140-180W，更优选为160W；进一步地，在步骤(3)中，所述超声时间为1-10h，优选为0.5-6h，优选为2h。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，在玻碳电极上滴涂纳米复合物B，滴涂量为2-10μL，优选为4-6μL，优选为5μL；进一步地，在步骤(4)中，所述硝酸盐溶液pH为3-6，优选为4-5，优选为4.8；进一步地，在步骤(4)中，所述硝酸铜溶液的浓度为1-100mM，优选为5-50mM，更优选为20mM；进一步地，在步骤(4)中，所述循环伏安扫描圈数为5-25圈，优选为14-20圈，最优选为18圈。6.一种电化学传感器，所述传感器包含权利要求1所述的玻碳电极和/或以权利要求1所述的玻碳电极为传感界面。7.一种检测肌酐的方法，所述方法使用权利要求1所述的玻碳电极或权利要求6所述的电化学传感器；和/或，进一步地，所述方法以权利要求1所述的玻碳电极为传感界面，测定不同肌酐浓度下的肌酐-铜离子配合物和耐尔蓝的氧化峰电流强度比率，拟合不同比率值与对应肌酐浓度的线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗花，高小惠，桂日军，金辉，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37