检测多种生物小分子的微型电化学传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种检测多种生物小分子的微型电化学传感器及其制作方法，其中，该微型电化学传感器由印刷电极、微型池体和一对高强磁铁组成，微型池体由聚二甲基硅氧烷制成，外形和容腔均呈圆柱形且同轴，印刷电极是经

【技术实现步骤摘要】
检测多种生物小分子的微型电化学传感器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种传感器及其制作方法，具体涉及一种用于检测多种生物小分子(包括：尿酸、抗坏血酸、多巴胺、鸟嘌呤、腺嘌呤)的微型电化学传感器及其制作方法，属于电化学传感器


技术介绍

[0002]人体内存在一些电活性生物小分子，如尿酸(UA)、抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)、鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)等。这些生物小分子参与人体重要生理过程，它们在人体内非正常范围内含量的变化预示一些疾病的产生。例如，尿酸是血浆中非蛋白氮重要成分之一，由人体内嘌呤分解代谢产生，经肾脏随尿液排出体外。临床上男性正常血清尿酸浓度范围是149～416μM，女性是89～357μM。在严重肾脏损害时，血中尿酸可显著升高，尿酸超过正常范围也会对肾脏产生损伤。高尿酸血症是与高血压、高血脂、高血糖等“三高”密切相关的代谢综合征，被称为“第四高”。糖尿病患者中有25％合并患有高尿酸血症。近年来，我国高尿酸血症的患病率在逐渐增加，已达1.4亿人左右。目前，临床检测血清尿酸的方法主要有磷钨酸还原法和尿酸酶
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过氧化物酶偶联法。然而，此两种方法存在检测成本高、检测速度慢等缺点，不能很好的满足临床检测的需要。因此，发展低廉、快速检测尿酸的方法具有重要意义。
[0003]电化学检测法由于具有仪器设备简单、灵敏度高、价格低廉以及分析速度快等优点，越来越受到人们的关注。然而，尿酸的电化学检测面临三大问题：
[0004](1)生物样品中共存的其他电活性物质(如抗坏血酸等)会对尿酸的检测产生干扰；
[0005](2)生物样品中的蛋白质等大分子容易在电极表面吸附，从而污染电极；
[0006](3)传统电化学检测样品池偏大，实际样品(血液、细胞液等)使用量较大。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种制备简单、灵敏度高、分析速度快、价格低廉、普适性好(可检测尿酸、抗坏血酸、多巴胺、鸟嘌呤、腺嘌呤、谷胱甘肽、蛋氨酸、NADH、过氧化氢、肾上腺素等多种生物小分子)、样品用量少、线性范围宽、不易被污染的电化学传感器及其制作方法。
[0008]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0009]一种检测多种生物小分子的微型电化学传感器，其特征在于，由印刷电极、微型池体和一对高强磁铁组成，其中：
[0010]前述微型池体由聚二甲基硅氧烷制成，外形呈圆柱形，内部用于盛装样品的容腔也呈圆柱形，并且二者同轴；
[0011]前述印刷电极是经
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0.6V～
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1.2V电位处理过的氧化石墨烯修饰的印刷电极，宽度与微型池体的容腔的直径相同，印刷电极在与容腔的底部等高处沿径向插入微型池体，并且印刷电极的上表面与容腔的底部完全重合；
[0012]前述高强磁铁呈圆环形，设置在微型池体的两端，与微型池体同轴，N极在上、S极在下。
[0013]优选的，前述微型池体的外径为2.5cm、高度为1.3cm，容腔的直径为1.0cm、高度为0.8cm。
[0014]优选的，前述印刷电极的宽度为1.0cm、长度为3.4cm。
[0015]制作前述的检测多种生物小分子的微型电化学传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0016](1)将氧化石墨烯置于水中超声60min，形成浓度为1mg/mL的分散液，用移液枪移取7μL分散液滴到印刷电极的工作电极的表面，形成微球液滴，自然蒸发晾干，制得氧化石墨烯修饰的印刷电极；
[0017](2)将两个中空的塑料管同圆心套在一起，将印刷电极模型沿径向穿过外管并与内管的底部紧密贴合，将外管紧密贴合到玻璃板上并用胶水固定密封，制得池体模具；
[0018](3)向制得的池体模具中浇筑聚二甲基硅氧烷和固化剂的混合物，100℃烘烤2h，冷却后剥离池体模具，制得微型池体；
[0019](4)将步骤(1)制得的氧化石墨烯修饰的印刷电极插入微型池体中，将一对高强磁铁分别置于微型池体的上下两端，高强磁铁牢牢吸引压紧微型池体，制得未经处理的微型电化学传感器；
[0020](5)用
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0.6V～
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1.2V电压对步骤(4)制得的微型电化学传感器的印刷电极进行电位处理，制得用于检测多种生物小分子的微型电化学传感器。
[0021]优选的，前述聚二甲基硅氧烷和固化剂的质量比为10:1。
[0022]本专利技术的有益之处在于：
[0023](1)本专利技术提供的微型电化学传感器是一种普适性的电化学传感器，针对不同的被分析物，可在不同电位下处理电极表面，优化电极的催化活性，除了可用于检测AA、DA、UA、A和G五种电活性生物小分子外，还可用于检测其他电活性生物小分子物质，例如：谷胱甘肽、蛋氨酸、NADH、过氧化氢、肾上腺素等；
[0024](2)电极修饰简单，纯氧化石墨烯修饰电极，成膜均匀，可重复性非常高，批量生产产品差异小；
[0025](3)采用较正的电位优化保留氧化石墨烯上面的有用的含氧官能团(包括：C
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OH、O
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C＝O和O＝COH)，这些含氧官能团对电催化以及抗生物干扰起到了关键作用，无需其他材料就能实现更高的电催化活性、更高的选择性以及更优异的抗生物干扰能力，非常简单、实用和高效；
[0026](4)池体制作简单，可批量生产；
[0027](5)使用方法简单，不需要生物酶，电极可反复使用；
[0028](6)样品用量少，仅需要几微升血浆就可以进行多种电活性生物小分子的检测。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的微型电化学传感器的结构示意图；
[0030]图2(a)是池体模具的结构示意图；
[0031]图2(b)是微型池体的结构示意图；
[0032]图2(c)是图2(b)的纵向剖面图；
[0033]图3是氧化石墨烯修饰的玻碳电极在不同电位处理下的碳XPS谱图；
[0034]图4是氧化石墨烯修饰的印刷电极表面含氧物种含量随处理电位变化的趋势图；
[0035]图5是AA、DA和UA的混合物分别在不同氧化石墨烯修饰的印刷电极上的DPV曲线图；
[0036]图6是A和G的混合物分别在不同氧化石墨烯修饰的印刷电极上的DPV曲线图；
[0037]图7是AA、DA、UA、A和G五种物质的DPV曲线图；
[0038]图8是采用标准加入法检测人血清中UA浓度的检测结果图；
[0039]图9是氧化石墨烯修饰的印刷电极分别在含有牛血清白蛋白(实线)和不含有牛血清白蛋白(点线)的铁氰化钾溶液中的循环伏安图；
[0040]图10是氧化石墨烯修饰的印刷电极分别在含有不同浓度血清中浸泡20min前(点线)后(实线)在铁氰化钾溶液中的循环伏安图。
[0041]图中附图标记的含义：
[0042]1‑
印刷电极，2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测多种生物小分子的微型电化学传感器，其特征在于，由印刷电极(1)、微型池体(2)和一对高强磁铁(3)组成，其中：所述微型池体(2)由聚二甲基硅氧烷制成，外形呈圆柱形，内部用于盛装样品的容腔也呈圆柱形，并且二者同轴；所述印刷电极(1)是经
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0.6V～
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1.2V电位处理过的氧化石墨烯修饰的印刷电极，宽度与微型池体(2)的容腔的直径相同，印刷电极(1)在与容腔的底部等高处沿径向插入微型池体(2)，并且印刷电极(1)的上表面与容腔的底部完全重合；所述高强磁铁(3)呈圆环形，设置在微型池体(2)的两端，与微型池体(2)同轴，N极在上、S极在下。2.根据权利要求1所述的检测多种生物小分子的微型电化学传感器，其特征在于，所述微型池体(2)的外径为2.5cm、高度为1.3cm，容腔的直径为1.0cm、高度为0.8cm。3.根据权利要求1所述的检测多种生物小分子的微型电化学传感器，其特征在于，所述印刷电极(1)的宽度为1.0cm、长度为3.4cm。4.制作权利要求1、2或3所述的检测多种生物小分子的微型电化学传感器的方法，其特征在于，包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁柏青，徐春荧，甘立聚，孙鹏，李刚，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：