本发明专利技术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。本发明专利技术制备的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。本发明专利技术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。传感器件。传感器件。
【技术实现步骤摘要】
一种一氧化氮电化学传感微电极及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于微电极领域，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。
技术介绍
[0002][0003]一氧化氮(Nitricoxide，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。
[0004]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(YaoD,VlessidisAG,EvmiridisNP,etal.Luminolchemiluminescensereaction:anewmethodformonitoringnitricoxideinvivo[J].AnalyticaChimicaActa,2002,458(2):281
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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。(ShibukiK.Anelectrochemicalmicroprobefordetectingnitricoxidereleaseinbraintissue[J].NeuroscienceResearch,1990,9(1):69
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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(CiszewskiA,MilczarekG.Electrochemicaldetectionofnitricoxideusingpolymermodifiedelectrodes[J].Talanta,2003,61(1):11
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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。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术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。
[0006]本专利技术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。
[0007]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术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。
[0008]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。
[0009]进一步地，所述可以形成四链结构的DNA寡核苷酸其通过5
’
端
‑
SH与金沉积的碳纤维微电极进行共价连接，并在形成G4结构后与Hemin形成完整的 NO电催化复合物，即G4
‑
DNA/Hemin复合物。
[0010]作为优选，所述DNA寡核苷酸含有22个碱基，序列为5
’‑
SH
‑
C6‑ꢀ
AGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG
‑3’
(G4
‑
DNA)。
[0011]本专利技术所述的一氧化氮电化学传感微电极的制备方法，包括如下步骤：将预处理的碳纤维形成碳纤维微电极内芯，利用电沉积在上述碳纤维微电极上沉积金，得到沉积有金单质的碳纤维微电极，随后将NO电催化复合物连接到上述碳纤维微电极，最后包封氟化干凝胶
[0012]作为优选，所述的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)碳纤维微电极的制备：将碳纤维于丙酮中浸泡过夜，待碳纤维晾干后依次在丙酮、无水乙醇、超纯水中超声，随后将碳纤维吸入毛细管中制备碳纤维微电极，将其拉至细尖，随后在环氧树脂中切割和密封微电极，然后固化，最后在碳纤维底部连接铜丝以建立电接触；
[0014](2)金沉积层的修饰：将步骤(1)制备好的碳纤维微电极依次在超纯水，无水乙醇，超纯水中超声，清洗好的微电极置于氯金酸溶液中电沉积形成金沉积层，沉积完成后，用超纯水反复冲洗干净，得到含有金沉积层的碳纤维微电极，其中，电沉积电位一般为
‑
0.2V，时间120s；
[0015](3)NO电催化复合物层的修饰：将步骤(2)得到的微电极与G4
‑
DNA在 DNA修饰缓冲液中室温孵育，退火后冷却至室温，室温条件下，将亚铁血红素 Hemin与上述电极在结合缓冲液(Binding buffer)中孵育，确保G4
‑
DNA的正确折叠，并与Hemin之间能够平衡结合，电极上形成G4
‑
DNA/Hemin复合物层，即NO电催化复合物层，其可实现NO的电催化信号向电信号的转换；
[0016](4)氟化干凝胶屏蔽层的修饰：将步骤(3)修饰好的碳纤维微电极浸涂氟化干凝胶，在室温下干燥得到一氧化氮电化学传感微电极，通常室温下干燥12 小时，重复浸涂5次。
[0017]其中，步骤(3)中微电极在DNA修饰缓冲液中室温孵育8
‑
12h，将亚铁血红素Hemin与上述电极在结合缓冲液(Binding buffer)中孵育30
‑
40min。
[0018]其中，步骤(3)中DNA修饰缓冲液中G4
‑
DNA浓度为5
‑
10μM，结合缓冲液中Hemin浓度为0.1
‑
0.2mM。
[0019]其中，步骤(4)中氟化干凝胶由C2H5OH，MTMOS，17
‑
FTMS，5mM HCl 组成。
[0020]作为优选，所述氟化干凝胶配比按体积百分比为：C2H5OH(65.9％)，MTMOS (13.2％)，17
‑
FTMS(3.3％)，5mM HCl(17.6％)。
[0021]本专利技术所述的一氧化氮电化学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种一氧化氮电化学传感微电极，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一氧化氮电化学传感微电极，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的一氧化氮电化学传感微电极，其特征在于，所述可以形成四链结构的DNA寡核苷酸通过其5
’
端
‑
SH与金沉积的碳纤维微电极进行共价连接，并在形成G4结构后与Hemin形成完整的NO电催化复合物，即G4
‑
DNA/Hemin复合物。4.根据权利要求2或者3所述的一氧化氮电化学传感微电极，其特征在于，所述DNA寡核苷酸含有22个碱基，序列优选为5
’‑
SH
‑
C6‑
AGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG
‑3’
。5.一种权利要求1所述的一氧化氮电化学传感微电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将预处理的碳纤维形成碳纤维微电极内芯，利用电沉积在上述碳纤维微电极上沉积金，得到沉积有金单质的碳纤维微电极，随后将NO电催化复合物连接到上述碳纤维微电极，最后包封氟化干凝胶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)碳纤维微电极的制备：将碳纤维于丙酮中浸泡过夜，待碳纤维晾干后将碳纤维吸入毛细管中制备碳纤维微电极，拉至细尖切割和密封，然后固化，最后在碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：高涛，郭嘉荣，牟俊慧，杨翠，徐晨韵，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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