一種檢測多巴胺的電化學發光傳感器及其制備與應用制造技術

本發明專利技術提供一種檢測多巴胺的電化學發光傳感器，所述電化學發光傳感器包括電極，所述電極包括基底、復合物層和修飾層，所述基底為導電材料，所述復合物層生長于所述導電基底表面上，由魯米諾和硫酸聯苯胺聚合而成，所述修飾層由修飾于復合物層表面的酪胺氧化酶構成。本發明專利技術還提出所述電化學發光傳感器的制備和應用。本發明專利技術將具有生物活性的酶用于電化學發光分析，可以有效解決電化學發光方法選擇性差的問題。本發明專利技術電化學傳感器的制備和檢測方法簡單，靈敏度高，多巴胺檢測過程中不受尿酸和抗壞血酸等的影響，抗干擾性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于檢測領域，具體涉及一種電化學發光傳感器及其制備和應用。
技術介紹
多巴胺是一種天然存在的兒茶酚胺，是哺乳動物體內一種重要的神經傳導遞質，對許多基本生理功能和腦高級功能至關重要。多巴胺對軀體具有非常重要的調節作用，它在體內的濃度水平與帕金森氏綜合癥等神經退行性疾病密切相關。鑒于多巴胺重要的生理功能，準確測定其在體內的含量對于疾病的預防治療變得尤為重要。在線測定多巴胺濃度的方法有很多，包括化學發光、電化學法、液相色譜結合質譜、表面等離子體共振和表面增強拉曼等方法，例如專利CN201310479300.84用氧化鋅納米片球/泡沫石墨烯復合材料作為電極材料用于多巴胺檢測。這些手段在測試中存在的一個問題是它們造價較高，測量過程耗時較長，并且有些測試需要對樣品進行預處理以及需要特殊的測試環境。電化學發光分析方法作為化學發光與電化學相結合的分析方法，由于其發光反應的空間區域集中在電極表面的附近區域，具有發光反應的控制性強和靈敏度高等優點，因此受到分析工作者的廣泛關注。電化學發光分析具有設備搭建簡單，檢測信號背景噪音低，高靈敏度以及較寬的檢測范圍等優勢，可用來檢測葡萄糖,β-內酰胺酶和DNA等高分子有機物，如專利CN201510482877.3一種納米復合材料的電化學發光傳感器的制備方法，介紹了一種納米復合材料的電化學發光傳感器的制備方法，將復合材料luminol-AuBSA-anti-CEA沉積于金的電極表面，得到對抗原CEA具有靶向作用的電化學發光免疫傳感
器。專利CN201010271247.9一種電化學發光適配體傳感器檢測赭曲霉毒素A的方法，將納米金粒子修飾到裸金電極表面，再在工作電極表面修飾上單鏈DNA，然后將標記有異魯米諾(ABEI)的適配體修飾到電極表面，加入過氧化氫，檢測電發光信號，以檢測赭曲霉毒素A。專利CN201510594214.03提供了基于甲硫氨酸金納米團簇的電致化學發光傳感器，以甲硫氨酸保護的金納米團簇材料為發光體，過硫酸根離子為共反應劑，將甲硫氨酸保護的金納米團簇修飾在玻碳電極上，進行電化學發光測試，并實現對多巴胺的檢測。該傳感器對對多巴胺檢測的線性范圍為0.1～4μmol/L和4～25μmol/L，檢測限為0.032μmol/L。在電化學發光法探測多巴胺濃度的研究中，檢測傳感器的制備尤為重要。由于魯米諾和聚魯米諾具有電化學活性與高效的發光性能，其在電化學發光檢測多巴胺濃度的應用尤為廣泛。但是魯米諾和聚魯米諾的量子產率不高，檢測靈敏度較低。同時在活體環境中高濃度的抗壞血酸和尿酸與多巴胺共存，由于三者的氧化電位很相似，容易對多巴胺的檢測造成干擾。因此研究高靈敏度與高選擇性的電化學發光傳感器將大大推進多巴胺檢測領域的發展。
技術實現思路
本專利技術創新性地提出了一種用于多巴胺檢測的電化學發光傳感器，其目的在于克服現有多巴胺檢測方法造價昂貴、耗時長、靈敏度低，選擇性差等缺點。針對以上問題，本專利技術將魯米諾和硫酸聯苯胺聚合，用硫酸聯苯胺調制魯米諾的光物理性能，以提高其在多巴胺檢測中的量子產率，增強發光強度，從而提高其檢測靈敏度。本專利技術的另一目的是提出所述檢測多巴胺的電化學發光傳感器的制備方法。本專利技術的第三個目的是提出所述電化學發光傳感器的應用。實現本專利技術上述目的的技術方案為：一種檢測多巴胺的電化學發光傳感器，所述電化學發光傳感器包括電極，所述電極包括基底、復合物層和修飾層，所述基底為導電材料，所述復合物層生長于所述導電基底表面上，由魯米諾和硫酸聯苯胺聚合而成，所述修飾層由修飾于復合物層表面的酪胺氧化酶構成。由于酪胺氧化酶可以選擇性催化氧化多巴胺，原位生成的H2O2可以顯著增敏魯米諾-硫酸聯苯胺的電化學發光，本專利技術將酪胺氧化酶固定于復合膜電極表面作為多巴胺的識別元素，將酶催化反應的選擇性和聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)電化學發光方法的靈敏性結合在一起，構成快速、靈敏、選擇性高的多巴胺濃度測定的傳感器。本專利技術所述的電化學發光傳感器的制備方法，包括步驟：1)在磷酸緩沖鹽溶液中，配置魯米諾和硫酸聯苯胺溶液，采用循環伏安法，在導電基底上制備聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)復合物層，2)將上述電極取出，干燥，以緩沖溶液配置酪胺氧化酶溶液，用循環伏安法在所述步驟1)得到的聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)復合物層表面固定酪胺氧化酶修飾層。優選地，所述步驟1)中，磷酸緩沖鹽溶液的pH值為5.5～8.5，循環伏安法制備中，以導電基底為工作電極，鉑片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，所述導電基底為FTO(摻雜氟的SnO2透明導電玻璃)或ITO(氧化銦錫)導電玻璃。磷酸緩沖鹽溶液的pH值對聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)膜性能影響較小，在本專利技術所闡述的pH＝5.5～8.5范圍內制備均可得到聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)膜。所述步驟1)中，緩沖鹽溶液中魯米諾的摩爾濃度為1～10mmol/L，硫酸聯苯胺的摩爾濃度為1.5～15mmol/L。更優選地，魯米諾和硫酸聯苯胺的摩爾比例為3:2～2:3。其中，所述步驟1)中，在導電基底上制備聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)復合物層時，循環伏安掃描的電位范圍為-0.2V～1.0V，掃描圈
數30～100圈，掃描速率80～200mV/s。其中，所述步驟2)中，所述緩沖溶液為pH為6.5～7.5的磷酸鹽緩沖溶液，在所述緩沖溶液中含有濃度為0.05～2mg/mL的酪胺氧化酶。進一步地，所述步驟2)中，循環伏安掃描的電位范圍為-0.2V～0.6V，掃描圈數10～30圈，掃描速率80～150mV/s。本專利技術還提出所述電化學發光傳感器的應用。應用本專利技術提出的電化學發光傳感器檢測多巴胺的方法，將待測溶液的pH值調節為6.8～7.2，在避光條件下，將所述電化學發光傳感器的電極置于待測溶液中，施加方波電位，電位范圍為-0.5～-0.9V(vs.Ag/AgCl)，測量電極的響應信號。優選地，方波電位可以選用以0V，-0.5～-0.9V(vs.Ag/AgCl)兩個階梯的電壓為一個循環，循環2～5次。其中，用磷酸緩沖鹽或硼砂緩沖溶液調節待測溶液的pH值。其中，待測溶液中多巴胺的含量在0.5nmol/L以上。本專利技術的有益效果在于：基于電化學發光測試多巴胺濃度的方法，不同于傳統的使用魯米諾或聚魯米諾作為電化學發光傳感器，本專利技術選擇將魯米諾和硫酸聯苯胺進行電化學聚合，利用硫酸聯苯胺調制增強魯米諾的光物理性能，并用酪胺氧化酶作為多巴胺的識別物質修飾于上述制備的聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)復合膜上，制成用于檢測多巴胺濃度的電化學發光傳感器。本專利技術將具有生物活性的酶用于電化學發光分析，可以有效解決電化學發光方法選擇性差的問題。本專利技術電化學傳感器的制備和檢測方法簡單，靈敏度高，多巴胺檢測過程中不受尿酸和抗壞血酸等的影響，抗干擾性好。附圖說明圖1a為本專利技術實施例1A)中制備的聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)膜的AFM圖片；圖1b為本專利技術實施例1B)中制備的酪胺氧化酶-聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)，即本專利技術中的電化學發光傳感器的AFM圖片；圖2a為本專利技術實施例1A)中采用循環伏安法制備的聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)膜的反應過程曲線；圖2b為本專利技術實施例1B)中采用循環伏安法在專利技術實施例1A)中聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)膜表面固定酪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測多巴胺的電化學發光傳感器，所述電化學發光傳感器包括電極，所述電極包括基底、復合物層和修飾層，其特征在于，所述基底為導電材料，所述復合物層生長于所述導電基底表面上，由魯米諾和硫酸聯苯胺聚合而成，所述修飾層由修飾于復合物層表面的酪胺氧化酶構成。

【技術特征摘要】
1.一種檢測多巴胺的電化學發光傳感器，所述電化學發光傳感器包括電極，所述電極包括基底、復合物層和修飾層，其特征在于，所述基底為導電材料，所述復合物層生長于所述導電基底表面上，由魯米諾和硫酸聯苯胺聚合而成，所述修飾層由修飾于復合物層表面的酪胺氧化酶構成。2.權利要求1所述的電化學發光傳感器的制備方法，其特征在于，包括步驟：1)在磷酸緩沖鹽溶液中，配置魯米諾和硫酸聯苯胺溶液，采用循環伏安法，在導電基底上制備聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)復合物層，2)將上述電極取出，干燥，以緩沖溶液配置酪胺氧化酶溶液，用循環伏安法在所述步驟1)得到的聚(魯米諾-硫酸聯苯胺)復合物層表面固定酪胺氧化酶修飾層。3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，磷酸緩沖鹽溶液的pH值為5.5～8.5，循環伏安法制備中，以導電基底為工作電極，鉑片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，所述導電基底為FTO或ITO導電玻璃。4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，緩沖鹽溶液中魯米諾的摩爾濃度為1～10mmol/L，硫酸聯苯胺的摩爾濃度為1.5～15mmol/L。5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賀濤，王艷杰，張雪華，張鑫，
申請(專利權)人：國家納米科學中心，
類型：發明
國別省市：北京;11