一种铂-多孔银复合电极及其制备方法和在神经递质分子检测中的应用技术

本发明专利技术提供了一种铂

【技术实现步骤摘要】
一种铂
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多孔银复合电极及其制备方法和在神经递质分子检测中的应用


[0001]本专利技术属于生物传感器领域，具体涉及一种铂
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多孔银复合电极及其制备方法和在神经递质分子检测中的应用。

技术介绍

[0002]神经系统是生物体内结构和功能最复杂的系统，对其了解相当程度上依赖于神经电生理信号的检测。神经递质在神经系统活动中发挥着重要作用，它是神经末梢释放的特殊化学物质，能作用于支配的神经元或效应细胞膜上的受体，从而完成信息传递功能。研究表明，如果神经递质转运体功能异常，将引发一系列疾病，如癫痫、急性脑梗死、精神分裂症、脑室周围白质软化等神经系统疾病。神经递质广泛存在于大脑皮质层及神经突触内，当人体内神经递质缺乏时，更容易产生焦虑、不安、冲动等情绪，甚至出现抑郁、自杀的行为。色氨酸是人体内非常重要的神经递质(5
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羟色胺)的前体，它能够促进5
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羟色胺的分泌，提高人体睡眠质量，稳定情绪。人体中缺乏色氨酸可能会引发失眠、精神不振、精神异常以及抑郁症等并发症。因此，色氨酸也可作为安神药来改善睡眠、调节情绪。同时，如果人体中色氨酸水平过高也会使人体产生幻觉等危害。蛋氨酸也是人体中非常重要的氨基酸，促进人体合成褪黑素、肾上腺素等重要激素，在人体代谢、以及抗抑郁等方面都具有重要用途。
[0003]但是迄今为止，尚无针对抑郁障碍的特异性检查项目。由此可见，实现分子水平上对抑郁症的精准检测，避免主观因素的错误诊断至关重要。
[0004]基于此，本专利技术制备了一种可用于神经递质分子检测的电化学电极，可通过生物分子检测原理实现针对特定神经递质分子的精准检测，有助于相关疾病的防治与诊断。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种铂
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多孔银复合电极及其制备方法和在神经递质分子检测中的应用。
[0006]本专利技术提供了一种铂
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多孔银复合电极的制备方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1、采用电沉积方法在复合电极基底表面沉积银
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锡合金层，并采用恒电位去合金法获得多孔银层；
[0008]S2、以多孔银为基底在其表面原位修饰金属铂，制备铂
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多孔银复合电极。
[0009]进一步，所述步骤S1中，电沉积方法具体为：采用三电极体系，对电极为铂片，参比电极为Ag/AgCl电极，以复合电极为工作电极，浸入银锡溶液中进行电沉积反应，设定电流密度为 10～20mA
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cm
‑2，电沉积过程中需要进行搅拌，搅拌速度为500～600rpm。
[0010]所述银锡溶液组成具体为：甲基磺酸银20～30g/L，甲基磺酸锡30～40g/L，焦磷酸30～50g/L， EDTA 30～50g/L。
[0011]进一步，所述步骤S1中，所述去合金方法具体为：采用三电极体系，以修饰有银
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锡合金层的复合电极为工作电极，对电极为铂片，参比电极为Ag/AgCl电极，溶液为0.8～1.0M
的硫酸溶液，采用恒电位法，施加10～20mV电压，去合金时间为500～600s，获得多孔银修饰层。
[0012]进一步，所述步骤S2中，铂
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多孔银复合电极的制备方法具体为：以多孔银为工作电极，Pt 电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，浸入铂溶液中，在
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0.5V恒定电势下连续沉积20～30s，沉积过程中需要持续搅拌，搅拌速度为300～500rpm，随后用去离子水冲洗并在60℃下干燥，制得铂
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多孔银复合电极。
[0013]所述铂电沉积溶液的组成具体为：1～2mM氯铂酸、0.01～0.03g/mL硝酸钾和0.01～0.02g/mL 聚乙烯吡咯烷酮。
[0014]本专利技术的另一目的是提供一种铂
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多孔银复合电极，电极基材表面共面设置有四电极，分别为工作电极(1)、参比电极(2)，对电极(3)和对电极(4)，其中工作电极(1)和对电极(3) 上端垂直延伸出齿梳状等距交错的叉指条构成叉指结构，参比电极(2)设置于叉指结构中部下方，对电极(4)位于叉指结构外侧，铂
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多孔银复合电极作为工作电极，参比电极(2)表面修饰银
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氯化银，对电极(3)和对电极(4)表面修饰铂。
[0015]本专利技术提供的铂
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多孔银复合电极，以金属电极为基底，包括电极基底和电极修饰层，电极修饰层位于电极基底上方，电极修饰层包括铂
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多孔银修饰层，具体是在电极基底表面沉积银锡合金，去合金后获得多孔银层，再在其表面修饰金属铂粒子。
[0016]多孔银厚度为0.01～0.03mm；多孔银表面修饰有铂金属粒子，排列均匀、致密，粒子大小为0.5～1.5μm。
[0017]采用SEM电镜扫描观察本专利技术制备的铂
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多孔银复合电极的表面形貌。
[0018]如附图1所示，为本专利技术制备的铂
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多孔银复合电极的表面形貌图。从图中可看出，电极表面修饰有铂金属粒子，粒子排列均匀有序，粒子大小为0.5～1.5μm，高表面积提供了更多的催化活性点，大大提高了传感检测的灵敏度。
[0019]如附图2所示，为本专利技术制备的铂
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多孔银复合电极结构示意图。从图中可看出，四电极共面叉指电极基材下端等距设置有电极引脚，电极引脚分别连接电极片，具体包括工作电极(1)、参比电极(2)、对电极(3)和对电极(4)，其中工作电极(1)和对电极(3)构成叉指电极结构，两电极中部、叉指结构下部设置有参比电极(2)，对电极(4)位于对电极(3)右侧、叉指结构外侧。基材上端叉指结构部分为电极检测区域，工作电极(1)、参比电极(2)、对电极(3) 可构成一种三电极检测体系，工作电极(1)、参比电极(2)、可构成另一种三电极检测体系，大幅提升了电极的精准性和灵敏度。
[0020]本专利技术的另一目的是提供一种铂
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多孔银复合电极在神经递质分子检测中的应用，具体可实现对色氨酸和蛋氨酸分子的单独检测与同时检测。
[0021]采用差分脉冲伏安法对本专利技术制备的铂
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多孔银复合电极进行色氨酸和蛋氨酸分子的响应性能测试，测试所用的溶液为0.1M PBS溶液(pH5.0)。
[0022]如附图3所示，为本专利技术制备的铂
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多孔银复合电极对不同浓度的(a，b)色氨酸和(c，d)蛋氨酸分子进行分别检测的DPV曲线，以及相应电流密度与浓度之间的关系曲线，具体为对0～240μM 的色氨酸和0～3.2mM的蛋氨酸分子测试的DPV响应曲线，以及相应的氧化峰电流密度与浓度之间的关系。从图中可看出，随着色氨酸和蛋氨酸的浓度增加，其响应电流呈现逐渐增加的趋势，说明本专利技术制备的铂
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多孔银复合电极对两种分子具有优异的响应特性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂
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多孔银复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用电沉积方法在复合电极基底表面沉积银
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锡合金层，并采用恒电位去合金法获得多孔银层；S2、以多孔银为基底在其表面原位修饰金属铂，制备铂
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多孔银复合电极。2.根据权利要求1所述的一种铂
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多孔银复合电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述电沉积方法具体为：采用三电极体系，对电极为铂片，参比电极为Ag/AgCl电极，以复合电极为工作电极，浸入银锡溶液中进行电沉积反应，设定电流密度为10～20mA
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cm
‑2，电沉积过程中需要进行搅拌，搅拌速度为500～600rpm。3.根据权利要求2所述的一种铂
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多孔银复合电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述银锡溶液组成为：甲基磺酸银20～30g/L，甲基磺酸锡30～40g/L，焦磷酸30～50g/L，EDTA 30～50g/L。4.根据权利要求1所述的一种铂
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多孔银复合电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述去合金方法具体为：采用三电极体系，以修饰有银
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锡合金层的复合电极为工作电极，对电极为铂片，参比电极为Ag/AgCl电极，溶液为0.8～1.0M的硫酸溶液，采用恒电位法，施加10～20mV电压，去合金时间为500～600s，获得多孔银修饰层。5.根据权利要求1所述的一种铂
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多孔银复合电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述铂
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多孔银复合电极的制备方法具体为：以多孔银为工作电极，Pt电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，浸入铂溶液中，所述铂溶液的组成具体为：1～2mM氯铂酸、0.01～0.03g/mL硝酸钾和0.01～0.02g/mL聚乙烯吡咯烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚亚男，胡保帅，崔皓博，
申请(专利权)人：广州钰芯智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：