一种使用锌/铜双过渡金属氢氧化物进行唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器的制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种使用锌/铜双过渡金属氢氧化物进行唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器的制备与应用方法。所述方法包括：合成锌/铜双过渡金属氢氧化物无机材料，并在表面光洁的电极表面修饰无机材料制备工作电极，然后基于三电极体系构建用于唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器，并提供在唾液中检测的方法；本发明专利技术在同时检测三种物质时较现有ELISA、色谱等方法更高效、简便、灵敏、经济，对于通过分析外界物理因素与褪黑素、血清素和多巴胺之间的关系，全面研究昼夜节律对哺乳动物睡眠、情绪和认知等方面的影响具有普适性，发明专利技术意义重要且实用性强。发明专利技术意义重要且实用性强。发明专利技术意义重要且实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种使用锌/铜双过渡金属氢氧化物进行唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器的制备与应用


[0001]本专利技术属于同时检测电化学检测
，具体涉及一种使用锌/铜双过渡金属氢氧化物进行唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器的制备与应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会对生理节律的关注度与讨论度不断提升，越来越多的研究者开展了针对节律健康的探索，发现节律紊乱可能与多种疾病的发生有相关性，其中最易发生的通常为睡眠障碍、情绪低落、认知下降等问题。正常的节律则有助于失眠、抑郁、双相情感障碍等病症的缓解，然而关于如何恢复正常节律以及改善上述常见问题，尚有争论。褪黑素、血清素和多巴胺人体重要的神经递质，在参与调节睡眠、情绪和认知等方面作用明显，并且具有节律相关性。因此三种物质的关联分析对于更加深入的认识节律的影响，全面改善哺乳动物因生理节律紊乱产生的失眠、抑郁、认知下降等问题有重要意义。
[0003]目前常见的检测三种物质的方法有色谱法、质谱法、酶联免疫吸附法等方法。然而存在设备贵重、便携性差、样本前处理复杂和检测成本高等问题。电化学传感器是一种灵敏度高、响应速度快、检测范围广、即时检测的方法，其中基于物质电化学活性进行检测时，物质的电化学氧化还原性质可以作为其天然的特异性识别元件，并实现在一条检测曲线上同时检测多种物质的目的。然而当物质的电化学活性相似或同时检测的物质数量超过两个时，往往出现电化学峰重叠或无法获得清晰分离的电化学峰的问题，需要在电极上修饰合适的电催化材料解决多种物质同时检测中出现的电化学峰不清晰的问题。
[0004]过渡金属基化合物是一类包含氧化物、硫化物、磷化物、碳化物、氮化物、合金、氢氧化物等众多类型化合物的大家族，其中不乏被认为是有前途的非贵金属催化剂。过渡金属氢氧化物(TMHs)具有独特的电子分布、制备/改性条件方便、成本低、在碱性溶液中稳定等特点，广泛应用在析氧研究中，其独特电催化活性引起了超级电容器、分析化学、生物医学、电化学传感等领域的关注。其中双过渡金属氢氧化物中又包含双金属协同作用，在电化学同时检测多种电化学活性生物标志物时具有更好的电催化效果。与此同时，这种纯无机材料的制备更加绿色、安全。
[0005]本专利技术以一种纯无机的锌/铜双过渡金属氢氧化物为电极修饰材料，通过优化电极制备方法，成功制备了用于同时检测唾液褪黑素、血清素和多巴胺的电化学传感器。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种使用锌/铜双过渡金属氢氧化物进行唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器的制备与应用，以补充现有检测技术。
[0007]为实现前述专利技术目的，本专利技术是通过以下措施来实现的：
[0008]本专利技术实施例提供的电化学传感器为三电极体系，包含工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极的基底电极为玻碳电极，其表面修饰纯无机材料
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锌/铜双过渡金属氢
氧化物；参比电极为银/氯化银电极；对电极为铂丝电极。然后通过伏安法来同时检测唾液褪黑素、血清素和多巴胺。具体的电化学传感器制备方法包括以下步骤：
[0009]使用改进的低温共沉淀法合成锌/铜双过渡金属氢氧化物；
[0010]提供预处理玻碳电极，具体的处理步骤为：对玻碳电极进行抛光、清洗处理，之后于PBS溶液中进行差分脉冲法扫描，直至得到没有明显氧化峰的曲线；
[0011]在处理好的电极上修饰锌/铜双过渡金属氢氧化物材料，制备唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的工作电极；
[0012]以pH＝7.4的PBS作为溶剂配制同时含不同浓度褪黑素、血清素和多巴胺的标准样品，在差分脉冲法检测曲线上根据峰电位确定物质，根据峰电流随浓度的变化建立检测标准曲线。
[0013]本专利技术实施例还提供了由前述方法制备的用于褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器在同时检测唾液褪黑素、血清素和多巴胺实样品中的应用。具体的检测方法包括以下步骤：
[0014]使用Salivette咀嚼式唾液采集管采集唾液，并通过离心获得用于检测的唾液样品，其中以pH＝7.4的PBS作为溶剂配制标准溶液进行标准加入法定量研究；
[0015]以修饰后的玻碳电极为工作电极，与铂丝电极、银/氯化银电极组成三电极体系，置于唾液样品中，进行差分脉冲伏安法测试，可分别根据0.2V、0.35V、0.75V左右的电化学峰实现多巴胺、血清素和褪黑素的同时检测。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0017]1)本专利技术建立的同时检测唾液褪黑素、血清素和多巴胺的电化学传感方法较现有色谱、质谱和ELISA法等更加便携、快速、简便、灵敏和经济；
[0018]2)本专利技术使用的电极修饰材料是一种非贵金属
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纯无机材料，其合成绿色低成本、电极修饰便捷易制，可直接获得三个清晰分离的电化学峰，解决裸电极同时检测褪黑素、血清素和多巴胺中出现的电化学峰不明确问题；
[0019]3)本专利技术作为一种低成本、绿色的同时检测褪黑素、血清素和多巴胺的技术，可实现快速全面分析哺乳动物昼夜节律及生命状态之间关联关系的目的，所使用的检测样品为无损采集得到的唾液样品，该方法操作简单、安全、检测效率高、物美价廉，实用性强且易于推广。
附图说明
[0020]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。其中，下面描述中的附图不仅仅是本申请中记载的实施例，实际上对于本领域其他技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1A
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1B为本专利技术实施例1中裸电极与锌/铜双过渡金属氢氧化物修饰电极在同时检测褪黑素、血清素和多巴胺时的差分脉冲曲线，用于同时检测三种物质的可行性分析；
[0022]图2A
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2C为专利技术实施例2中制备锌/铜双过渡金属氢氧化物工作电极的优化过程；
[0023]图3A
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3D为专利技术实施例2中锌/铜双过渡金属氢氧化物修饰电极的形貌表征；
[0024]图4A
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4F为专利技术实施例2中锌/铜双过渡金属氢氧化物修饰电极的导电性、电化学
活性表面积和氧化控制过程等性质；
[0025]图5A
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5D为专利技术实施例2中同时检测不同浓度褪黑素、血清素和多巴胺的差分脉冲响应曲线和线性校准曲线；
[0026]图6为本专利技术实施方案中ZnCu
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TMH/GCE的制备和同时检测唾液褪黑素、血清素和多巴胺的示意图。
具体实施方式
[0027]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经大量研究和实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要提供一种能快速、准确、便携、安全和经济的用于唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的方法，用以关联分析昼夜节律标志物并全面分析节律对生命活动的重要影响，解决色谱法和质谱法设备昂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用锌/铜双过渡金属氢氧化物进行唾液褪黑素、血清素和多巴胺同时检测的电化学传感器的制备与应用，其特征在于：基于电化学分析法，使用一条曲线同时分析褪黑素、血清素和多巴胺三种物质，具体为该结果曲线同时包含三种物质的电化学氧化还原信息；优选的，电化学分析法为伏安法。2.根据专利要求1所述电化学分析法，其特征在于：所用仪器为电化学传感器，其中工作电极由锌/铜双过渡金属氢氧化物修饰所得；其中，锌/铜双过渡金属氢氧化物缩写为ZnCu
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TMH；优选的，所用电极体系是由工作电极、参比电极和对电极组成三电极体系。3.根据权利要求2所述工作电极，其特征在于：ZnCu
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TMH材料由改进的低温共沉淀法制备所得，并通过滴涂法将其修饰到电极表面；优选的，锌金属源为乙酸锌，铜金属源为二水合氯化铜，碱源为氢氧化钠。4.根据权利要求3所述材料制备方法，其特征在于：先在磁力搅拌作用下使用碱溶液将金属混合溶液的pH调整到碱性，然后在一定温度下进行老化反应，最后离心洗涤干燥，获得ZnCu
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TMH；优选的，pH值为9～11；优选的，老化温度为60～70℃。5.根据权利要求3所述滴涂法，其特征在于：所滴材料为采用超声法制得的混合均匀的ZnCu
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TMH水溶液；优选的，锌/铜元素比为1：2～2：1；优选的，滴涂浓度为1～5mg/ml；优选的，滴涂量为5～8μl。6.根据权利要求2所述工作电极，其特征在于：在电极表面进行材料修饰前先对裸电极进行预处理，其中预处理方式包含对电极进行抛光、清洗、电化学扫描；优选的，电化学扫描中所用电解液为PBS缓冲液，扫描方式为差分脉冲法，扫描电位0～1V，振幅为50mV，扫描至得到没有明显电化学峰的曲线；优选的，电化学扫描用PBS缓冲液的pH为7.4，裸电极为玻碳电极。7.根据权利要求2所述工作电极，其特征在于：ZnCu
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TMH/GCE的导电性约为6000Ω；ZnCu
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TMH/GCE的电化学活性表面积约为0.9cm2；ZnCu
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TMH/GCE对MT、5
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HT和MT的氧化为扩散控制过程。优选的，导电性指电...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗爱芹，唐珊珊，梁阿新，刘淼，王微，张复来，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：