[发明专利]检测溶液中铜离子浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜离子浓度的检测。更具体地说，本发明涉及一种利用氨基化石墨烯和β-环糊精检测溶液中铜离子浓度的方法。

背景技术

铜是生命体所必须的微量元素之一，其浓度的高低直接对人体的健康有重要的影响。在人体中铜离子主要以作为许多酶和蛋白的催化辅助因子或结构组成部分来参与细胞的新陈代谢过程。人体仅仅需要微量的铜就可以维持正常的生命活动。但是，铜缺乏或者过量都会对健康产生不利的影响。铜缺乏一般会伴随其他营养元素的缺乏等影响生命活动。铜过量通常由于遗传疾病或者由于环境重金属铜的污染，误食了大量含铜的食物或者吸入含铜量高的气体所造成的。人类生命活动离不开食物及气体，所以检测铜含量是必须的。因此，铜离子的分析检测显得尤为重要。迄今为止，铜的检测方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子原子发射光谱法、荧光光谱法等。但这些方法有前处理过程繁琐、分析时间长、仪器及药品成本高等不足。因此，建立简单、快速且灵敏度高的铜离子检测方法逐渐成为研究重点。

近年来，氨基化石墨烯作为一种新型碳材料，引起多个研究领域的广泛关注。与传统的石墨烯相比，氨基化石墨烯量子点具有十分优越的物理化学性质，如：较大的表面积、生物相容性好、电子传递性能、良好的热稳定性等。这些优越的性质使氨基化石墨烯广泛应用于生化分析检测领域，发挥了巨大的应用潜力。但迄今为止，将氨基化石墨烯修饰玻碳电极用于铜离子检测的相关报道仍未见。

针对以上问题，我们研究了一种基于氨基化石墨烯和β-环糊精修饰玻碳电极检测铜离子的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行铜离子的高灵敏识别。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，用经过氨基化石墨烯和β-环糊精两种修饰材料修饰过的电极，利用方波溶出伏安法检测铜离子，有助于提高铜离子检测的灵敏度。基于这种发现，完成了本发明。

本发明的一个目的是研究了一种铜离子检测的方法。

本发明还有一个目的是通过利用方波溶出伏安法，将修饰电极作为工作电极采用三电极体系检测铜离子的含量，建立了一种简单、快速且灵敏度高的铜离子检测新方法。

本发明还有一个目的是在三电极体系中使用经氨基化石墨烯和β-环糊精两种修饰材料修饰的电极为工作电极，氨基化石墨烯具有较大的表面积和优异的电子传递性能，而玻碳电极本身对电子的响应值较低，因此选择氨基化石墨烯为电极修饰材料，不仅增大了玻碳电极的比表面积，而且增加了玻碳电极的电子传递性能，同时把β-环糊精作为电极修饰材料，因为β-环糊精有助于氨基化石墨烯更好的固定在玻碳电极上，使修饰材料不容易脱落。

为此，本发明提供了一种检测溶液中铜离子浓度的方法，包括：

使用三电极体系通过方波溶出伏安法对样品溶液中的铜离子进行检测，根据铜离子的方波溶出伏安曲线得到样品溶液中铜离子的浓度，其中，所述三电极体系中的工作电极为氨基化石墨烯和β-环糊精两种材料修饰的电极。

优选的是，其中，包括以下步骤：

步骤1、制备所述工作电极，配制多份不同浓度的铜离子标准溶液；

步骤2、采用所述工作电极，利用方波溶出伏安法，分别检测多份铜离子标准溶液的方波溶出伏安曲线，在此过程中分别记录加载于工作电极上的沉积电压、第一阈值范围内的溶出电压以及多份铜离子标准溶液在不同溶出电压值下的电流强度；

步骤3、以所述方波溶出伏安曲线对应的每份铜离子标准溶液的电流强度的峰值作为纵坐标，以所述方波溶出伏安曲线对应的每份铜离子溶液的浓度为横坐标绘制标准曲线并计算线性方程；

步骤4、按照所述步骤2的方法采集待检测溶液在不同溶出电压值下的方波溶出伏安曲线，将所述待检测溶液铜离子的方波溶出伏安曲线中的电流强度的峰值代入到所述线性方程中，对应得到检测溶液中铜离子的浓度。

优选的是，其中，所述步骤1中氨基化石墨烯和β-环糊精修饰电极的制作方法包括以下步骤：

步骤1.1、称取氨基化石墨烯和β-环糊精，将其溶于水并超声混合，得到混合液；

步骤1.2、取5μL所述步骤1.1中的混合液滴到打磨好的电极表面，对所述电极进行修饰；

步骤1.3、将所述步骤1.2中的修饰电极进行红外干燥烘干，冷却至室温得到氨基化石墨烯和β-环糊精修饰电极。

优选的是，其中，所述溶出电压的第一阈值范围为-0.4～0.4V。

优选的是，其中，所述沉积电压为-0.8～-1.3V，沉积时间为180～420s。

优选的是，其中，所述沉积电压为-1.1V。