[发明专利]一种尿液检测多巴胺的纳米多孔金无酶传感电极及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种通过尿液检测多巴胺的纳米多孔金无酶传感电极及其制备方法与应用。本发明提供一种纳米多孔金修饰的无酶传感电极。所述传感电极将传统三电极浓缩至电极的一个平面，大幅缩小三电极的尺寸。所述传感电极的工作电极表面修饰纳米多孔金，实现在微小、精密电路上修饰纳米材料。所述电极接口部可与USB接口连接，可与电化学工作站相连，通过电化学检测方法实现多巴胺的快速无酶检测。

技术领域

本发明属于多巴胺检测用传感器领域，涉及一种无酶检测多巴胺的纳米多孔金(NPG)传感电极的制备方法，尤其是传感电极在多巴胺快速检测中的应用。

背景技术

多巴胺(Dopamine)是人体下丘脑和脑垂体中的一种关键神经递质，能直接影响人的心情，同时中枢神经系统中的多巴胺浓度又受精神因素的影响。它参与生理和病理条件下人和哺乳动物的许多生理活动，尤其在运动调节、学习和记忆以及药物成瘾过程中起着关键作用。

多巴胺作为一种儿茶酚类特殊神经递质，其含量在人体内的异常会引发一系列临床疾病，例如帕金森症、阿兹海默症和精神分裂症等，因此可作为药物治疗神经疾病。多巴胺能与β受体结合，增强心肌收缩力，增加心排血量，升高动脉血压，并使人产生兴奋感，因此也被作为兴奋剂成分之一。公安部门进行毒品检测时，一般通过检测尿液中的多巴胺等物质含量判断是否摄入毒品。同时，通过检测人体内的多巴胺含量水平，可监测人体情绪变化。在临床医学，运动医学以及社会科学中，对多巴胺的识别和监测都尤为重要，如何方便、快捷地检测多巴胺成为研究者们日益关注的焦点。

现今阶段，细胞或组织匀浆的取样和分离技术(微透析，低流量推挽灌注)与分析技术相结合，如酶分析，液相色谱，质谱，毛细管电泳，光学或电化学检测(如生物传感器)，是用于测量多巴胺(和一般神经递质)的主要技术。临床医学主要使用荧光检测法或色谱分析法，需要采集血液，检测时间长，步骤繁琐，需求大型检测仪器，不适用于需求量越来越高的快速检测。因此，最直接、快速和具有成本效益的是使用电化学传感技术检测多巴胺，其中大部分都是含酶传感器。

使用电化学传感技术检测多巴胺，其中最大的限制是酶对外部环境极为敏感，容易失活，导致含酶的电化学传感器难以重复使用。因此，开发高性能无酶电化学传感器尤为重要。电流型无酶传感器可以通过施加小电压直接在电极表面上氧化多巴胺，响应电流与多巴胺浓度呈现线性关系，从而避免使用生物活性酶。它可以克服酶易失活的问题，具有稳定性好，成本低，简单，重现性好的优点。

电极是电化学传感器的核心元器件，其中，三电极体系应用较为广泛。三电极包括工作电极，参比电极和对电极。传统的三电极体系的三个电极并非在一个平面上进行集成，各电极之间距离较远，在电化学测试过程中工作电极和对电极之间容易出现浓差极化，影响测试精度。此外，传统三电极尺寸大，不便于微型传感器的设计与加工，限制了三电极体系的应用，也不利于快检型传感电极的普及与应用。

不同种类的材料被用于构建无酶电化学传感芯片，包括金属，合金，金属氧化物，聚合物，碳材料等。在各种材料中，纳米结构金属是最具潜力的材料之一，因为它们可以提供更多的表面活性原子并获得更高的催化性能与稳定性。目前科学家研发出多种纳米结构材料用于检测多巴胺，如石墨烯纳米粒子，碳纳米管等，但因为材料制备难度大、成本太高等原因，难以量产并投入大规模应用。

专利CN201810851312.1公开了一种检测多巴胺的Au纳米颗粒的制备方法，对Au纳米颗粒进行表面修饰后获得的Au纳米颗粒可以特异的结合多巴胺，形成聚集体，产生颜色变化，通过比色法和拉曼光谱可以对多巴胺进行测定。然而，此法不仅需要大型检测仪器，不适用于快速检测，且纳米颗粒加工工艺繁琐，不利于产业化。

综上所述，本领域需要一种制备工艺简单的可重复使用的无酶纳米多孔金多巴胺快速检测传感电极，以降低检测成本，简化检测步骤，并可将多巴胺检测快速检测推入产业化进程。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于尿液快速检测多巴胺的、三电极共面的纳米多孔金无酶微型传感电极。