一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法技术

本发明专利技术公开一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法，包括如下步骤：将制备好的BPNSs滴加到玻碳电极表面（GCE），利用BPNSs固有的氧化还原性质在不同pH值溶液下的质子化和去质子化的程度不同进而对不同pH值得溶液进行检测；利用电化学工作站对BPNSs的氧化还原电流进行检测，在pH 1.0~8.0之间氧化还原电流强度与pH呈良好的线性关系，本发明专利技术能应用于实际的临床检测，从而构建了一种简单、稳定、快速的传感方法用于pH值的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法
本专利技术涉及基于黑磷纳米片（BPNSs）的电化学检测pH方法，将制备好的BPNSs滴加到GCE表面，在不同pH的标准溶液中检测氧化还原电流，然后建立不同pH值与氧化还原电流之间的标准曲线，利用所构建的标准曲线可求得不同溶液的pH值，从而达到定量检测pH的目的，属于分析化学和传感材料领域。
技术介绍
人体在正常的代谢过程中，不断产生酸性物质和碱性物质，也从食物中摄取酸性物质和碱性物质，酸性物质和碱性物质在人体内不断变化，但由于人体内具有缓冲对，因此具有一定的缓冲能力，所以正常情况下人体内酸碱能保持在7.35-7.45之间。健康人体内部环境的pH值应呈弱碱性，以维持正常的生理功能和物质代谢。在这个条件下，免疫细胞的战斗力最强，人体的免疫力功能最好，但是如果pH值发生偏差造成下降，免疫细胞的活性将大幅度降低，免疫功能将随之减弱，而一些病毒和病菌却是在酸性条件下活性最强。而且如果人体液的pH值为酸性，则人体细胞的功能将下降，这将导致大量废物堆积在体内，减缓新陈代谢，导致各个器官的功能减弱，并且增加患病的风险。因此，建立高效、灵敏、简便的pH检测方法具有十分重要的意义。本专利技术利用BPNSs固有的氧化还原电流进行pH的检测，构建了一种灵敏度高，适用性广和操作简单的电化学传感方法用于pH的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于BPNSs的电化学法并应用于pH的检测。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法，包括如下步骤：将制备好的BPNSs滴加到玻碳电极表面（GCE），利用BPNSs固有的氧化还原性质在不同pH值溶液下的质子化和去质子化的程度不同进而对不同pH值得溶液进行检测；利用电化学工作站对BPNSs的氧化还原电流进行检测，在pH1.0~8.0之间氧化还原电流强度与pH呈良好的线性关系。所述的BPNSs由下述方法制备的：取5mg黑磷粉末，加入50mL饱和的氢氧化钠N-甲基吡咯烷酮溶液，在室温下进行12h的超声处理，然后进行离心分离后，取上清液；再进行离心分离，取沉淀，用超纯水洗两次，重新分散在超纯水中得到黑磷（BPNSs）分散液；黑磷分散液的吸光度A465/l与分散液的浓度呈线性关系，具有良好的朗伯一比尔行为；晶格间距为3.17Å，对应BP晶体的（012）面。本专利技术所述的一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法，其特征在于用于包括生物样品、食物、水果样品的检测。具体地说，本专利技术所述的一种基于BPNSs的电化学检测pH方法，其特征是将制备好的BPNSs滴加到玻碳电极（GCE）表面，使用循环伏安法在不同pH的标准溶液中检测氧化还原电流，然后建立不同pH值与氧化还原电流之间的标准曲线。在pH1.0~8.0之间随着pH的增加，氧化还原电流强度逐渐降低，并且氧化还原电流强度与pH值呈线性关系。说明本专利技术可以应用于实际的临床检测，从而构建了一种简单、稳定、快速的传感方法用于pH值的检测。本专利技术的有益效果（1）本专利技术利用BPNSs固有的氧化还原性质用于pH值的检测具有较强的通用性、适用性和广泛性，已成功应用于人体血清、啤酒、柠檬汁等样本的检测。（2）本专利技术所得到的检测方法，操作简便快捷，灵敏度高，通用性强。因此，在生物医学和食品领域具有较好的应用前景。附图说明图1基于BPNSs的电化学传感机理示意图。图2不同浓度BPNSs的紫外-可见光谱：(a)0mg·mL-1，(b)0.1mg·mL-1，(c)0.2mg·mL-1，(d)0.3mg·mL-1，(e)0.4mg·mL-1，(f)0.5mg·mL-1。插图为黑磷分散液在单位长度下的吸光度A465/l与浓度的线性关系图。图3BPNSs的透射电镜图，插入为BPNSs的晶格条纹。图4裸玻碳电极和BPNSs修饰的玻碳电极在10mM的铁氰化钾溶液中的交流阻抗表征。图5(A)BPNSs在不同pH下的CV图;(B)BPNSs在不同pH值下与之相对应电流的线性关系图，pH=1.0(a)，pH=2.0(b)，pH=3.0(c)，pH=4.0(d),，pH=5.0(e),，pH=6.0(f)，pH=7.0(g)，pH=8.0(h)。具体实施方式下列结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述：本专利技术中的方法，具体包括以下步骤：（一）基于BPNSs的电化学检测pH的机理本专利技术研制一种基于黑磷纳米片（BPNSs）的电化学法测定pH，广泛应用于各种溶液pH的测定。首先将制备好的BPNSs滴加在玻碳电极表面（GCE），然后将电极放入真空干燥器中干燥，干燥后将修饰有BPNSs的玻碳电极放置在待测溶液中，使用循环伏安法测定其氧化还原电流（如图1所示）。随着pH值的增加氧化还原电流强度逐渐降低，这可能是由于在不同pH值下在BPNSs上的羟基的质子化和去质子化程度的不同。羟基可能来源于被氧化黑磷上的磷酸盐或磷氧化物。（二）BPNSs的制备及表征取5mg黑磷粉末，加入50mL饱和的氢氧化钠N-甲基吡咯烷酮溶液，在室温下进行12h的超声处理，然后进行离心（4000rpm，10min），取上清液；再进行离心（12000rpm，15min），取沉淀，用超纯水洗两次，重新分散在超纯水中得到BPNSs分散液。如图2所示，黑磷分散液的吸光度A465/l与分散液的浓度呈线性关系，具有良好的朗伯一比尔行为，这说明黑磷分散液具有很好的类溶液的性质。进一步使用透射电镜（TEM）来分析剥离制备的黑磷纳米片的形貌结构和结晶度。如图3所示，所制备的黑磷纳米片厚度较薄，从插图中可清晰观察到的晶格条纹，晶格间距为3.17Å，对应BP晶体的（012）面，这与已知的BP晶格参数是一致的。总之，利用NMP超声液相剥离法制备的黑磷纳米片厚度较薄，结晶性良好，保持黑磷的结晶状态，没有被空气中的氧气和水氧化。（三）电极的修饰及表征首先，GCE用0.3µm和0.05µm的氧化铝抛光，并用无水乙醇和去离子水分别超声清洗3min。氮气干燥后，将GCE浸入10mM的K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6](1:1)中表征。然后滴加5µL1mg·mL-1的步骤（二）制得的BPNSs于电极表面，随后将电极放入真空干燥器中干燥。所有电化学检测均采用三电极体系，包括上述的工作电极，铂丝辅助电极和Ag/AgCl参比电极。利用电化学阻抗法（EIS）进行表征。从图4可以看出BPNSs修饰的玻碳电极的阻抗较裸玻碳电极的阻抗小，说明了BPNSs能提高电子转移的速率，进一步说明BPNSs成功的修饰到了电极表面。（四）标准曲线的构建将BPNSs滴加到GCE上，采用循环伏安法检测不同pH溶液，并建立标曲。图5（A）为工作电极在pH1.0~8.0之间的CV图，从图中可以看出随着pH值的减小电流强度增加；图5（B）为不同pH值与相对应电流的线性关系图，在pH1.0~8.0之间氧化还原电流强度与pH呈良好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法，包括如下步骤：将制备好的BPNSs滴加到玻碳电极表面（GCE），利用BPNSs固有的氧化还原性质在不同pH值溶液下的质子化和去质子化的程度不同进而对不同pH值得溶液进行检测；利用电化学工作站对BPNSs的氧化还原电流进行检测，在pH 1.0 ~ 8.0之间氧化还原电流强度与pH呈良好的线性关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法，包括如下步骤：将制备好的BPNSs滴加到玻碳电极表面（GCE），利用BPNSs固有的氧化还原性质在不同pH值溶液下的质子化和去质子化的程度不同进而对不同pH值得溶液进行检测；利用电化学工作站对BPNSs的氧化还原电流进行检测，在pH1.0~8.0之间氧化还原电流强度与pH呈良好的线性关系。


2.根据权利要求1所述的一种基于黑磷纳米片的电化学检测pH方法，其特征在于所述的BPNSs由下述方法制备的：
取5...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志钟，易锦泉，翁清花，陈晓萍，
申请(专利权)人：福建医科大学，
类型：发明
国别省市：福建;35