[发明专利]一种用于检测谷氨酸浓度的非酶电化学传感器及采用其的检测方法

权利要求书

1.一种用于检测谷氨酸的非酶电化学传感器，其特征在于，所述的电化学传感器包括反应池，以及设置于反应池内的工作电极、辅助电极和参比电极；通过工作电极、辅助电极和参比电极构建三电极体系，对反应池内的待测溶液中的谷氨酸进行痕量检测；

所述的工作电极为表面修饰有镍氧化物-还原氧化石墨烯纳米材料的碳基电极。

2.根据权利要求1所述的非酶电化学传感器，其特征在于，采用电镀工艺将镍氧化物-还原氧化石墨烯纳米材料修饰至碳基电极表面得到所述的工作电极；

优选地，所述的镍氧化物-还原氧化石墨烯纳米材料中的镍氧化物包括氧化镍和/或氧化高镍；

优选地，所述的电镀时长为50～250s；

优选地，电镀过程中采用的镍氧化物-还原氧化石墨烯溶液浓度为1～6mg/mL。

3.根据权利要求1或2所述的非酶电化学传感器，其特征在于，所述的工作电极为碳基电极；

优选地，所述的工作电极为玻碳电极；

优选地，所述的辅助电极为铂电极；

优选地，所述的参比电极为Ag/AgCl电极。

4.一种谷氨酸浓度的检测方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的非酶电化学传感器对谷氨酸进行痕量检测，所述的检测方法包括：

(Ⅰ)采用非酶电化学传感器分别对谷氨酸浓度已知的基底液进行循环伏安法检测，确定不同谷氨酸浓度的基底液的氧化峰峰值电流，并绘制拟合后的谷氨酸浓度-电流响应曲线，根据谷氨酸浓度-电流响应曲线确定谷氨酸浓度与电流响应之间的线性关系公式；

(Ⅱ)采用非酶电化学传感器对待测溶液进行循环伏安法检测，将待测溶液的氧化峰峰值电流值带入谷氨酸浓度与电流响应之间的线性关系公式中，反推得到待测溶液中的谷氨酸浓度。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述的循环伏安法的扫描速度为0.1V/s；

优选地，所述的循环伏安法的扫描电压范围为0～1.0V。

6.根据权利要求4或5所述的检测方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，采用非酶电化学传感器对至少5组谷氨酸浓度已知且各不相同的基底液进行循环伏安法检测；

优选地，采用非酶电化学传感器对7组谷氨酸浓度已知且各不相同的基底液进行循环伏安法检测；

优选地，7组谷氨酸浓度已知的基底液中谷氨酸的浓度分别为0.1nM、1nM、10nM、20nM、100nM、500nM和1μM。

7.根据权利要求4-6任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的基底液为碱性环境；

优选地，所述的基底液的pH为10～14；

优选地，所述的基底液中包括碱性磷酸盐缓冲液。

8.根据权利要求4-7任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的谷氨酸浓度与电流响应之间的线性关系公式采用如下方法确定：

(1)取已知谷氨酸浓度的对数值为横坐标，不同谷氨酸浓度下测定的氧化峰峰值电流值为纵坐标，在平面直角坐标系中取点并绘制拟合后的谷氨酸浓度-电流响应曲线；

(2)根据谷氨酸浓度-电流响应曲线的截距和斜率确定谷氨酸浓度和电流响应之间的线性关系公式；

所述的线性关系公式的模型为I＝a×lg(C)+b；

其中，I为谷氨酸浓度的氧化峰峰值电流值；a为谷氨酸浓度-电流响应曲线的直线斜率，C为谷氨酸浓度已知的基底液中的谷氨酸浓度；b为谷氨酸浓度-电流响应曲线的截距。

9.根据权利要求4-8任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述的待测溶液为碱性环境；

优选地，通过向待测溶液中加入碱性磷酸盐缓冲液将待测溶液调至碱性环境；

优选地，所述的待测溶液的pH为10～14。

10.根据权利要求4-9任一项所述的检测方法，其特征在于，在循环伏安法检测过程中，谷氨酸在非酶电化学传感器的工作电极表面发生催化氧化反应；

优选地，在循环伏安法检测后得到的循环伏安曲线中，谷氨酸的氧化峰出现在0.4～0.55V范围内。