[发明专利]一种多巴胺类聚合物/贵金属纳米粒子电化学传感器及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明提供一种多巴胺类聚合物/贵金属纳米粒子电化学传感器及其制备方法和应用。

背景技术

过氧化氢作为一种强氧化剂，具有漂白和杀菌的作用，被广泛应用于临床、环境、食品、制药和生物研究等许多领域。然而作为一种大气污染物，过氧化氢是酸雨形成的因素之一；此外，高浓度的过氧化氢有损于眼睛和皮肤影响人类健康。食品、包装材料等中残留的过氧化氢进入人体后，副作用极大，它能直接刺激粘膜组织，若超量使用，还会大范围地损害人体细胞，并且通过化学反应释放活性氧自由基导致人体细胞癌变，加速人体衰老等。因此快速灵敏地检测过氧化氢是科学界长期以来关注的一个问题。

目前检测过氧化氢的方法主要有滴定法、分光光度法、荧光测定法及电化学方法，其中由于电化学方法具有设备低廉、灵敏度高、简便快捷等优点而倍受青睐。基于电化学方法研制的电化学传感器是一类以电极作为信号转换器，对电位或电流加以测量的传感器。电化学体系借助电极实现电能的输入或输出，从而获得电极表面修饰物质的电信号，常用的为三电极体系。三电极体系包括工作电极、辅助电极（也称对电极）和参比电极，其中对电极是铂电极，参比电极是饱和甘汞电极，工作电极是玻碳电极。

许多文献报道采用辣根过氧化酶修饰的电化学生物传感器测定过氧化氢，但通常酶电极的制备过程复杂，且酶作为具有活性的生物大分子，对外界条件的变化比较敏感，容易失活变性，影响传感器的寿命和测定结果的准确性，因此使实际应用受到一定的限制。发展无酶传感器是重要的研究方向之一。在电化学传感器中，许多金属可用作过氧化氢的测定。铁、铜、锌、银和铂等金属都可以催化过氧化氢分解为氧气和水，其中银已经作为一种电极材料用于过氧化氢的测定，与金属银相比，银纳米粒子具有体积小、比表面积大等特点，故而银纳米粒子常用于过氧化氢的测定。铂前驱体的水溶液与具有还原性的材料反应可生成铂纳米粒子，铂纳米粒子具有检测限低，稳定性好等优点，但价格昂贵。

多巴胺（或其衍生物）具有还原性，温和条件下，在不同的有机无机材料上可以氧化自聚形成具有表面吸附性的多巴胺类聚合物。多巴胺类聚合物在增加黏附作用的同时，可以将贵金属前驱体的水溶液中的贵金属离子还原成贵金属纳米粒子，从而产生具有化学吸附的贵金属纳米粒子传感器。

本体系中，应用多巴胺（或其衍生物）的自聚以及多巴胺类聚合物和贵金属前驱体的水溶液间的氧化还原反应，层层自组装法制备过氧化氢无酶传感器。反应生成的多巴胺类聚合物可以增强贵金属纳米粒子和玻碳电极间的粘附能力，从而提高传感器的牢固性。本方法具有制备方法简易快速，牢固性高，检测限低，重现性好，响应快速的优点。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种多巴胺类聚合物/贵金属纳米粒子电化学传感器的制备方法。

本发明的目的之二是利用制成的多巴胺类聚合物/贵金属纳米粒子电化学传感器用于过氧化氢的测定。

本发明的这些目的将通过下列详细描述和说明进一步体现和阐述。

发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种检测过氧化氢的多巴胺类聚合物/贵金属纳米粒子电化学传感器，其特征在于，以玻碳电极为基底，在基底上修饰有多层多巴胺类聚合物和贵金属纳米粒子层。

上述多巴胺类聚合物和贵金属纳米粒子层是由多巴胺或其衍生物在有氧、碱性条件下，发生聚合反应生成具有粘附作用的多巴胺类聚合物，之后贵金属离子和多巴胺类聚合物发生氧化还原反应，生成贵金属纳米粒子制得。

上述传感器的制备具体步骤为：

a）将玻碳电极经砂纸打磨、Al₂O₃粉磨抛光后，依次用双蒸水、乙醇和双蒸水超声洗涤；

b）将多巴胺或其衍生物溶于pH=8.5的缓冲溶液中，制得的多巴胺或其衍生物溶液，将新制的多巴胺或其衍生物溶液滴到步骤a）预处理的玻碳电极上，让其自然晾干；之后将贵金属前驱体的水溶液滴到干燥的多巴胺类聚合物修饰的玻碳电极上，反复滴加，便可制得多巴胺类聚合物/贵金属纳米粒子电化学传感器。

所述的多巴胺或其衍生物为多巴胺、多巴胺-醌、α-甲基多巴胺、去肾上腺素、左旋多巴、屈昔多巴、α-甲基多巴和5-羟基多巴胺中的一种或多种。

所述的贵金属为Ag，Au或Pt的一种。

所述的缓冲溶液为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、Tris-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、甘氨酸-氢氧化钠缓冲液、硼砂-氢氧化钠缓冲液和碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液中的一种。