纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法及应用技术

本发明专利技术属于分析化学与光致电化学传感器领域，具体涉及纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法及应用。通过超声剥离方法成功剥离出纳米ZnSe，将其修饰到金电极GE上，构建了ZnSe/GE光电化学传感器。该传感器对多巴胺具有选择性响应。方法简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法及应用
本专利技术属于分析化学与光致电化学传感器领域，具体为一种检测多巴胺的硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法。另外，本专利技术还涉及采用所述的光致电化学传感器测多巴胺的方法。
技术介绍
多巴胺是一种神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质。多巴胺是下丘脑和脑垂体腺中的一种关键神经递质，中枢神经系统中多巴胺的浓度受精神因素的影响。研究表明，多巴胺参与和影响躯体的生理功能是重要而广泛的。它调控人类的运动功能，没有了它的作用人类将寸步难行。人类的情绪和认识能力包括乳汁分泌、心血管功能、胃肠功能，调节眼球内压力和视网膜对视觉信息的传递等，都需要多巴胺发挥调控作用。此外，很多治疗疾病的有效药物也围绕多巴胺的研究而产生。如多巴胺和多巴酚丁胺用于治疗由失血或感染引起的休克；左旋多巴胺治疗顽固帕金森病；神经安定剂治疗神经分裂症；吗丁啉类治疗胃肠运动和排空功能减弱；多巴胺的拮抗药物治疗青光眼和脑垂体瘤等。建立多巴胺高灵敏度检测方法，对神经系统和药物研发上有着深远意义。目前已经有许多分析方法应用到了多巴胺的检测中：比色法、荧光传感法、电化学法等。光致电化学方法具有价格低廉、响应速度快、操作简单、灵敏度高等优点，有望更好地应用于多巴胺的检测中。因此，本专利技术使用光敏材料修饰电极来制备用于多巴胺的灵敏检测的光致电化学传感器，建立一种测定多巴胺的新方法。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种检测多巴胺的硒化锌修饰电极光致电化学传感器制备方法，以及提供一种采用所述的光致电化学传感器检测多巴胺的方法。本专利技术的目的是这样实现的：用硒化锌修饰金电极，构建光致电化学传感器以实现对多巴胺的测定；一种检测多巴胺的硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法及应用，包括如下步骤：(1)纳米硒化锌的制备称取1mg～200mg硒化锌，分散于盛有0.1mL～200mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)的烧杯中，搅拌1min～100min，然后在超声仪中超声0.1h～48h，对硒化锌进行剥离处理，最后形成浓度为0.1mg/mL～50mg/mL的硒化锌悬浊液。将该硒化锌悬浊液在转速100转/min～24000转/min下离心0.1min～120min后，取出离心管，去除上清液，将DMF加入上述沉淀中进行洗涤，重复洗涤三次后，将所得的纳米硒化锌分散于DMF中，转移至称量瓶中，放在室温下备用。(2)纳米硒化锌修饰金电极的制备取上述剥离所得的1μL～50μL硒化锌分散液滴加在经抛光处理的金电极表面，在室温条件下自然干燥，即可得到纳米硒化锌修饰的金电极。制备好的纳米硒化锌修饰金电极放置在室温下备用。一种利用上述方法制备的光致电化学传感器检测多巴胺含量的方法，将光致电化学传感器插入含一定浓度的多巴胺溶液中时，得光致电化学信号I，以I为分析信号，进行多巴胺的测定。剥离和未剥离的ZnSe表征如图1所示。从图1(A)可以看出，剥离后的ZnSe是一种薄层无规片状结构，比较薄。从图1(B)可以看出，未剥离的ZnSe厚度明显厚于剥离的ZnSe，未剥离的ZnSe是多层ZnSe叠加在一起形成的片状结构，TEM图像中间部分的黑色阴影说明粉体ZnSe没有分散开，而且颜色深浅不均也说明了厚度存在较大的差异。从二者的对比不难看出，超声对ZnSe的剥离起到了显著的效果。实验研究了不同剥离剂剥离的ZnSe光致电化学活性性能，实验分别用剥离过的ZnSe和未剥离过的ZnSe修饰金电极。在电极表面滴加15μLZnSe悬浊液，在室温下干燥。剥离和未剥离的ZnSe修饰的电极分别在pH7.4PBS中和含有多巴胺的pH为7.4的PBS中测其光致电化学信号。实验结果如图2所示，在PBS中，裸电极(A)的光致电化学信号很小，但剥离的ZnSe修饰的电极(C)和未剥离的ZnSe修饰电极(B)信号值均增大，且剥离的ZnSe修饰电极信号值大于未剥离ZnSe修饰电极，说明ZnSe有一定的光致电化学性能，且剥离ZnSe光致电性能更强。当PBS中加入DA后，裸电极的光电流信号无明显变化(D)，而ZnSe修饰电极((E)和(F))光电流信号均明显增大，其中剥离的ZnSe修饰电极(E)、未剥离的ZnSe修饰电极(F)的光电流信号达到1588nA、756nA，相比没有DA的时候，光电流值增大了约50倍。由此可知，剥离的ZnSe光致电化学性能优于未剥离的ZnSe；DA对ZnSe光致电化学信号有明显的增强作用。由于上述方法制备的光致电化学传感器可以检测多巴胺，因此，本专利技术提供了上述的光致电化学传感器在检测多巴胺含量中的应用。与现有技术相比，本专利技术涉及的光致电化学传感器具有如下优点和显著地进步：硒化锌作为一种具有优良光电性质的纳米材料，相比于其他的II-VI族纳米晶体，尤其是相比于CdSe来说，具有更低的生物毒性，这使得其在生物医学及其他生物方面具有更大的应用价值。并且，硒化锌具有很稳定的光致电化学信号，使得本专利技术设计的光致电化学传感器具有高的稳定性。另外，根据实验光致电化学信号强度(图7)可以看出，当本专利技术的传感器用于检测其他的氨基酸或小分子时，其光电流信号远远低于检测多巴胺的光电流信号，这说明该传感器具有很高的选择性检来测多巴胺。因此，本专利技术涉及的一种检测多巴胺的硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法及应用有良好的发展前景。以上所用的PBS浓度为10mM，由Na2HPO4、Na2HPO4和NaCl组成，其中NaCl的浓度为0.9％。附图说明图1硒化锌透射电镜图。剥离后的硒化锌(A)，未剥离的硒化锌(B)。图2ZnSe修饰金电极的光致电化学信号响应曲线。A、B、C分别为裸金电极、未剥离ZnSe修饰金电极、剥离ZnSe修饰金电极在PBS溶液中的光致电化学信号；D、E、F分别为裸金电极、剥离ZnSe修饰金电极、未剥离ZnSe修饰金电极在含有DA的PBS溶液中的光致电化学信号响应曲线。图3电位优化。左图，从A到G，在-0.3V-0.3V电位时修饰电极在DA的PBS溶液中的信号；从a到g，在-0.3V-0.3V电位时裸电极电极在DA的PBS溶液中的信号。右图为电位为-0.3V-0.3V时，修饰电极与裸电极的信号差值折线图。图4pH优化。左图，从A到E，pH为6.5,7.0,7.4,8.0,8.5时修饰电极在DA的PBS溶液中的信号；从a到e，pH为6.5,7.0,7.4,8.0,8.5时裸电极电极在DA的PBS溶液中的信号。右图为pH为6.5,7.0,7.4,8.0,8.5时，修饰电极与裸电极的信号差值折线图。图5硒化锌用量优化。左图中A-E为剥离ZnSe修饰电极在修饰剂体积为5，10，15，20，25μL时在DA的PBS溶液中的光致电化学响应曲线，a-e为裸电极在DA的PBS溶液中的的光致电化学响应曲线；右图为修饰剂体积为5，10，15，20，25μL时修饰电极和裸电极的信号差值折线图。图6光致电化学信号与多巴胺浓度关系图。左图横坐标为浓度c，单位为mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法，包括如下步骤：/n(1)纳米硒化锌的制备/n称取1mg～200mg硒化锌，分散于盛有0.1mL～200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的烧杯中，搅拌1min～100min，然后在超声仪中超声0.1h～48h，对硒化锌进行剥离处理，最后形成浓度为0.1mg/mL～50mg/mL的硒化锌悬浊液；将该硒化锌悬浊液在转速100转/min～24000转/min下离心0.1min～120min后，取出离心管，去除上清液，将DMF加入上述沉淀中进行洗涤，重复洗涤三次后，将所得的纳米硒化锌分散于DMF中，转移至称量瓶中，放在室温下备用；/n(2)纳米硒化锌修饰金电极的制备/n取上述剥离所得的1μL～50μL硒化锌分散液滴加在经抛光处理的金电极表面，在室温条件下自然干燥，即可得到纳米硒化锌修饰的金电极，得到纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器；/n(3)一种利用上述方法制备的纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器检测多巴胺含量的方法，当将光致电化学传感器插入到PBS溶液中，进行光致电化学测试，得光致电化学信号I

【技术特征摘要】
1.纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器制备方法，包括如下步骤：
(1)纳米硒化锌的制备
称取1mg～200mg硒化锌，分散于盛有0.1mL～200mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)的烧杯中，搅拌1min～100min，然后在超声仪中超声0.1h～48h，对硒化锌进行剥离处理，最后形成浓度为0.1mg/mL～50mg/mL的硒化锌悬浊液；将该硒化锌悬浊液在转速100转/min～24000转/min下离心0.1min～120min后，取出离心管，去除上清液，将DMF加入上述沉淀中进行洗涤，重复洗涤三次后，将所得的纳米硒化锌分散于DMF中，转移至称量瓶中，放在室温下备用；
(2)纳米硒化锌修饰金电极的制备
取上述剥离所得的1μL～50μL硒化锌分散液滴加在经抛光处理的金电极表面，在室温条件下自然干燥，即可得到纳米硒化锌修饰的金电极，得到纳米硒化锌修饰金电极光致电化学传感器；
(3)一种利...

【专利技术属性】
技术研发人员：混旭，贾毅，孟玉蝉，赵继宽，钟华，张慧，张跃，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37