用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法及应用。制备方法如下：首先，将硝酸锌甲醇溶液与2

【技术实现步骤摘要】
用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种电化学生物传感器的制备方法，尤其涉及一种用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]谷氨酸是一种主要的呈鲜味游离氨基酸。众多研究表明，食物中的游离谷氨酸含量是主要影响食物特征性风味的因素，因此，对谷氨酸的含量进行测定帮助分析食品风味，在工业生产中具有实际的意义。
[0003]目前，测定谷氨酸的方法有高效液相色谱法、液相色谱质谱联用法、酸度计法等。这些方法往往需要昂贵的仪器，熟练的操作人员和复杂的样品准备过程，检测过程也相对较长。而电化学分析方法具有灵敏度高、选择性高、成本低、检测时间短、操作简单等优点，受到越来越多的关注。
[0004]但是，电化学分析方法中的工作电极若未经过修饰而以裸电极的形式直接检测谷氨酸，谷氨酸在电极表面的氧化需要较高的电位，产生的响应信号也较弱。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法及应用，所述电极能够快速便捷地对谷氨酸进行测定，且灵敏度高、检测限低、选择性好，具有较高的应用价值。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法，1）称取1.5 g Zn (NO3)2·
6H2O溶于70 mL甲醇，记为溶液A；称取3.3 g 2
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甲基咪唑溶于70 mL甲醇，记为溶液B；将溶液B倒入溶液A中，然后将混合溶液超声1小时；将混合溶液在室温下静置12小时后，离心收集白色沉淀，用甲醇洗涤数次后，将沉淀置于真空干燥箱内干燥，最终将得到的白色产物研磨成粉状，得到的产物记为金属有机框架材料ZIF
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8；2）将4 mmol六水合硝酸钴和2 mmol三水合硝酸铜溶于40 mL去离子水中，充分搅拌，然后，以洗净且干燥的QCM金电极（AuE）为工作电极，采用循环伏安法电沉积CuCoO2；相关的电化学参数设置如下：扫描速率为40 mV/s，电压范围为
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1.2 V至+0.2 V，循环圈数为15圈；从电解池中取出修饰电极，用去离子水漂洗3次，在红外光下干燥1小时，得到的修饰电极记为CuCoO2/AuE；3）将步骤1）中制得的15 mg ZIF
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8白色粉末加入2 mL N, N
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二甲基甲酰胺溶液中，用磁力搅拌器搅拌1小时，使粉末充分分散在溶液中，得到乳白色混合物；用移液枪取2 μL的混合物滴在CuCoO2/AuE表面，在红外光下干燥30分钟，此步骤重复3次；最后，将制备的修饰电极用去离子水冲洗并在常温下晾干备用，得到的电极记为ZIF
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8/CuCoO2/AuE。
[0007]一种根据所述的制备方法得到的复合材料修饰电极ZIF
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8/CuCoO2/AuE。
[0008]所述的ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，
铂电极为参比电极。
[0009]一种采用所述的电化学分析装置检测谷氨酸的方法，采用ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂电极为参比电极，形成三电极体系；将三根电极置于含有谷氨酸的0.1 mol/L的氯化钾溶液中，采取差分脉冲伏安法，电压范围为
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0.45 V ~ + 0.75 V，将得到的峰电流代入根据谷氨酸浓度与其产生的峰电流绘制的标准曲线可得待测谷氨酸溶液的浓度。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术用于检测谷氨酸溶液浓度的ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极比裸电极、单一钴基金属有机框架材料修饰电极的效果更好。ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极不仅放大了电流的响应信号，而且对谷氨酸能够产生催化作用，表明修饰材料对电极的改性起到了积极的作用。该复合物修饰电极制备方法简单、检测速度快、成本低、灵敏度高、选择性好，实现了对谷氨酸的快速测定。
附图说明
[0011]图1为ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极的场发射扫描电子显微镜图。
[0012]图2为AuE、ZIF
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8/AuE、CuCoO2/AuE和ZIF
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8/CuCoO2/AuE四种不同修饰电极在0.1 mol/L的氯化钾溶液（含有10 mmol/L铁氰化钾/亚铁氰化钾中）的EIS测试结果图。
[0013]图3为ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极在扫描速度为20 ~ 160 mV/ s时检测谷氨酸的循环伏安扫描图。
[0014]图4为ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极在谷氨酸浓度为1 ~ 50 μM范围时的差分脉冲伏安曲线图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例进一步详细说明本专利技术，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0016]实施例1本专利技术的ZIF
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8/CuCoO2复合材料修饰电极，通过以下方法制备得到：（1）石英晶体微天平金电极（AuE）预处理：采用无水乙醇和去离子水分别超声清洗电极3次，每次1 min，在真空中晾干备用。
[0017]（2）称取1.5 g Zn (NO3)2·
6H2O溶于70 mL甲醇，标记为溶液A；称取3.3 g 2
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甲基咪唑溶于70 mL甲醇，标记为溶液B。将溶液B迅速倒入溶液A中，然后将混合溶液超声1小时。将混合物在室温下静置12小时后，在6000转/分的离心条件下离心10分钟，收集白色沉淀。用甲醇洗涤数次后，将沉淀置于60℃真空干燥箱内干燥12小时，最终将得到的白色产物研磨成粉状备用。得到的产物即为金属有机框架材料ZIF
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8。
[0018]（3）将4 mmol六水合硝酸钴和2 mmol三水合硝酸铜溶于40 mL去离子水中，充分搅拌。然后，以洗净且干燥后的AuE为工作电极，采用循环伏安法电沉积CuCoO2。制备过程中相关的电化学参数设置如下：扫描速率为40 mV/s，电压范围为
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1.2 V至+0.2 V，循环圈数为15圈。从电解池中取出修饰电极，用去离子水漂洗3次，在红外光下干燥1小时左右，得到的电极记为CuCoO2/AuE。
[0019]（4）将步骤（2）中制得的15 mg ZIF
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8白色粉末加入2 mL N, N
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二甲基甲酰胺溶液中，用磁力搅拌器搅拌1小时，使粉末充分分散在溶液中，得到乳白色混合物。
[0020]（5）用移液枪取步骤（4）中制得的复合材料2 μL，均匀滴涂在石英晶体微天平的金电极表面，将电极置于红外光下干燥30分钟，此步骤重复3次。最后，将制备的修饰电极用去离子水冲洗并在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测谷氨酸的复合材料修饰电极的制备方法，其特征在于：1）称取1.5 g Zn (NO3)2·
6H2O溶于70 mL甲醇，记为溶液A；称取3.3 g 2
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甲基咪唑溶于70 mL甲醇，记为溶液B；将溶液B倒入溶液A中，然后将混合溶液超声1小时；将混合溶液在室温下静置12小时后，离心收集白色沉淀，用甲醇洗涤数次后，将沉淀置于真空干燥箱内干燥，最终将得到的白色产物研磨成粉状，得到的产物记为金属有机框架材料ZIF
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8；2）将4 mmol六水合硝酸钴和2 mmol三水合硝酸铜溶于40 mL去离子水中，充分搅拌，然后，以洗净且干燥的QCM金电极（AuE）为工作电极，采用循环伏安法电沉积CuCoO2；相关的电化学参数设置如下：扫描速率为40 mV/s，电压范围为
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1.2 V至+0.2 V，循环圈数为15圈；从电解池中取出修饰电极，用去离子水漂洗3次，在红外光下干燥1小时，得到的修饰电极记为CuCoO2/AuE；3）将步骤1）中制得的15 mg ZIF
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8白色粉末加入2 mL N, N
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二甲基甲酰胺溶液中，用磁力搅拌器搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，朱璐艺，韦真博，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：