[发明专利]一种可用于Cu2+检测的功能修饰针灸针电极及其制备方法

说明书

本发明公开一种可用于Cu²⁺检测的功能修饰针灸针电极及其制备方法，所述功能修饰针灸针电极以不锈钢针灸针的针尖作为传感面，针尖表面覆盖有自聚合的聚多巴胺纳米颗粒，聚多巴胺纳米颗粒表面修饰有自组装的金纳米颗粒；本发明所采用的聚多巴胺纳米颗粒由多巴胺在碱性条件下自聚合得到，具有还原性，可以通过还原氯金酸根离子得到金纳米颗粒，同时为金纳米颗粒提供结合位点，金纳米颗粒具有良好的导电性和电化学催化性能，使所制备的功能修饰针灸针电极具有良好的灵敏度和稳定性，从而可以用于痕量重金属Cu²⁺的检测。

技术领域

本发明涉及电化学检测领域，具体的说是一种可用于Cu²⁺检测的功能修饰针灸针电极及其制备方法。

背景技术

铜是生命体的必需微量营养元素之一，在生命活动中扮演着重要角色，人体缺铜会引起骨质疏松和智力发展缓慢，然而摄入过量的铜又会出现中毒症状，导致严重的健康问题，严重威胁着人类的生命健康安全。随着现代工农业的快速发展，金属电镀、采矿、制革、化肥及农药的生产等过程造成大量的铜被排放到环境中，而人体主要就是从外界环境的水及食物中摄取铜。因此，准确检测环境中的痕量铜离子(Cu²⁺)具有非常重要的实际意义，并成为近年来分析化学研究中的重要内容。

目前Cu²⁺的检测方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法和电化学分析法等。原子吸收光谱法作为测定痕量Cu²⁺的常用方法之一，是我国海洋调查与海洋监测的标准方法，但是其在进行分析前需要进行预富集、溶剂萃取、脱盐等处理，过程较为繁琐耗时，成本较高。电感耦合等离子体原子发射光谱法及电感耦合等离子体质谱法是公认具有高灵敏度、高精确度及高分析效率的方法，但仪器价格昂贵，操作较为复杂。而电化学分析法仪器及操作简单，灵敏度高，一直是Cu²⁺分析的常用方法。然而，汞电极作为电化学方法检测Cu²⁺的常用工作电极，不但是环境剧毒物质，需要特定的仪器设备存储，而且越来越多的国家已经禁止汞的使用。因此，制备绿色环保、价格低廉、灵敏度高的功能修饰电极受到越来越多的关注。

发明内容

本发明利用不锈钢针灸针价格低廉、无毒害作用等优点，将其作为电极材料，采用自聚合与自组装的方法对其传感面进行功能修饰，改善其导电性与电催化性能，克服了其对Cu²⁺检测灵敏度低，无法满足实际样品检测需求的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可用于Cu²⁺检测的功能修饰针灸针电极，以不锈钢针灸针的针尖作为传感面，针尖表面覆盖有聚多巴胺纳米颗粒，聚多巴胺纳米颗粒表面修饰有金纳米颗粒，针杆表面覆盖有绝缘层。

所述聚多巴胺纳米颗粒由多巴胺在pH为7.5-9.0的碱性条件下通过自聚合的方法覆盖在针灸针的针尖上。

所述金纳米颗粒通过自组装的方法，利用针灸针针尖表面的聚多巴胺纳米颗粒还原氯金酸根离子得到。

所述绝缘层为硅橡胶。

所述聚多巴胺纳米颗粒的制备为：将针灸针的传感面置于体积为9-11 mL，pH＝7.5-9.0，含有1.5-2.5mg/mL多巴胺的Tris-HCl缓冲溶液中，在磁力搅拌条件下自聚合9-11小时，而后将针灸针取出，在超纯水中清洗去除吸附的多巴胺，晾干，得到覆盖在针灸针传感面上的聚多巴胺纳米颗粒。

所述金纳米颗粒的制备为：将覆盖有聚多巴胺纳米颗粒的针灸针传感面置于体积为9-11mL，浓度为1-3mmol/L的氯金酸钠水溶液中，在磁力搅拌条件下自组装10-36小时，利用聚多巴胺的还原作用，将氯金酸根离子还原得到金纳米颗粒，而后将针灸针取出，在超纯水中清洗去除吸附的氯金酸根离子，晾干，得到修饰在聚多巴胺纳米颗粒上的金纳米颗粒。