[发明专利]一种微针电极的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种微针电极的制备方法及其应用。制备方法包括：制备银丝微针电极、铂丝微针电极；将所述银丝微针电极在氯化钾溶液中通过恒电位电沉积在电极表面负载一层氯化银，得到银‑氯化银微针电极；配制多巴胺水溶液和氨水溶液，制备聚多巴胺小球；配制贵金属盐水溶液，将聚多巴胺小球加入到冷却后的所述贵金属盐水溶液中，制备聚多巴胺球‑贵金属复合材料；将聚多巴胺球‑贵金属复合材料修饰在所述铂丝微针电极上，并将其运用于细胞和肿瘤组织检测中。本发明能够有效地实现电极在体检测，聚多巴胺增加了参与电极反应的Au的总量，金纳米颗粒具有良好的电催化性质，两者协同作用可以提高电极的检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及电极制备技术领域，特别涉及一种微针电极的制备方法及其应用。

背景技术

微型化是分析化学的发展趋势之一，在电化学分析领域则主要体现在于工作电极的微型化。此类产品有能力实现对体内化学信息的实时监控以及提高其稳定性。微电极技术作为电分析化学的前沿领域，为人们进行细胞水平超灵敏检测，从而探索细胞生理现象、揭示生命活动规律提供了有力手段。与常规电极和毫米电极相比，当电极一维尺寸降至微米级或纳米级时，会使电极上的电化学反应产生质的飞跃。微电极上电活性物质扩散速度极快，可用于测定快速异相反应的速率常数。微电极在测量过程中流经电极的法拉第电流密度很大，而充电电流衰减较快，有助增大法拉第电流和充电电流比值，増加信噪比，提高分析的灵敏度。微电极特殊的结构为分析癌细胞和组织样品中化学物质提供了可行性。

微电极不仅能在微米尺寸范围内满足电极系统的特殊需要，其特殊的柔性还能满足易携带的要求。针状纤维还展示了一系列优异功能，例如小尺寸(50～500微米的直径)，高强度和弹性模量，生物相容性好，以及低成本，这使它能用作在微小电极的电信号传导基板中。

如今，基于铂丝微针电极，设计合理层次结构能使高性能多功能的纳米杂化物修饰的针状微电极有更多更好的发展。比如，申请号201611004612.3的专利公开了一种多孔金属修饰表面的微针电极及其制备方法，本发明中，特别在微针本体的表面修饰有多孔金属层，通过多孔金属层中的反应孔来增加微针电极的表面积，在不增加微针电极体积的前提下为敏感成分提供更多的附着位点，提高微针电极上敏感成分的负载量以及反应面积，最终提升所制得的传感器的灵敏度。然而，微针本身体积就很小，通过多孔金属层中的反应孔来增加微针电极的表面积，提升所制得的传感器的灵敏度的效果有限；同时，铂丝微针电极表面的活性物质的固定化，在针状铂丝上的有限的表面面积上遇到了重大的挑战，这是由于负载在针状铂丝微电极的低电活性纳米材料，限制了所得电化学生物传感器的分析灵敏度。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种微针电极的制备方法及其应用，以解决负载在针状铂丝微电极的低电活性纳米材料，限制了所得电化学生物传感器的分析灵敏度的问题。

(二)技术方案

为实现上述微针电极的制备方法及其应用解决负载在针状铂丝微电极的低电活性纳米材料，限制了所得电化学生物传感器的分析灵敏度的问题，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种微针电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过熔融、压方条、拉丝、整形、打磨工艺得到银丝微针电极；

(2)将所述银丝微针电极在氯化钾溶液中通过恒电位电沉积在电极表面负载一层氯化银，得到银-氯化银微针电极作为参比电极；

(3)配制多巴胺水溶液和氨水溶液，将多巴胺水溶液和氨水溶液混合均匀，磁力搅拌下反应，然后离心、冷冻干燥，得到聚多巴胺小球；

(4)配制贵金属盐水溶液，将所述贵金属盐水溶液进行冷却；然后，将所述步骤(3)得到的所述聚多巴胺小球加入到冷却后的所述贵金属盐水溶液中，搅拌反应，洗涤后得到表面负载有贵金属颗粒的所述聚多巴胺复合材料，即聚多巴胺球-贵金属复合材料；