CN105004781A

CN105004781A - 一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法

Info

Publication number: CN105004781A
Application number: CN201510447546.6A
Authority: CN
Inventors: 于春梅
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-10-28

Abstract

本发明公开了一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，包括如下步骤：(1)以滤纸作为纸基基板的检测平台，铅笔手工绘制电极，以石墨作为电极材料，检测平台中间有圆形的亲水区域，周围是疏水区域；(2)示差脉冲伏安法测定多巴胺，制作测定多巴胺的工作曲线，检测平台可在干扰物存在下灵敏测定多巴胺；将待测样品加入检测平台可进行实际样品中多巴胺的检测。本发明提供一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，纸基电化学分析系统是一种新的电化学装置，其制作简单，成本低，可用于许多应用领域，包括临床诊断的便携式、一次性的分析设备，食品质量控制和环境监测等。

Description

一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法

技术领域

本发明涉及生物技术检测领域，具体涉及一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法。

背景技术

多巴胺(DA)，化学名称为4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚，是下丘脑和脑垂体腺中的一种关键神经递质，广泛存在于脊椎和非脊椎动物中；缺乏多巴胺会让人感到懒散乏力、头昏眼花。过量的多巴胺，则会产生截然相反的问题，如导致人易怒，无法控制情绪，神经反射加快。病例表现为极度亢奋，长时间的巨量电脉冲刺激会对神经造成不可逆的损伤。多巴胺含量的异常可导致帕金森综合症和精神分裂症等许多疾病。因此，多巴胺的检测对于临床上快速诊断相关疾病，神经生理学研究及相关药物的质量控制等方面都有着非常重要的意义。常用的检测多巴胺的方法有高效液相色谱荧光检测法、毛细管电泳法、化学发光法等，这些传统的方法具有测定准确，选择性好的优点。然而，这些方法也普遍存在仪器价格昂贵、运行费用高、不易携带等缺点，在连续监测及现场测定等方面受到很大限制，达不到样品分析中快速、多样品、简便、实时分析的要求。因此设计一种简单、准确、快速、灵敏、易操作的多巴胺检测方法引起了许多研究者的兴趣。

发明内容

本发明的目的提供一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本发明的一个方面，一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，包括如下步骤：

(1)以滤纸作为纸基基板的检测平台，铅笔手工绘制电极，以石墨作为电极材料，检测平台中间有圆形的亲水区域，周围是疏水区域；

(2)示差脉冲伏安法测定多巴胺，制作测定多巴胺的工作曲线，检测平台可在干扰物存在下灵敏测定多巴胺；将待测样品加入检测平台进行实际样品中多巴胺的检测。

本发明提供的一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，纸基电化学分析系统是一种新的电化学装置，其制作简单，成本低，可用于许多应用领域，包括临床诊断的便携式、一次性的分析设备，食品质量控制和环境监测等。

在一些实施方式中，步骤(1)中的纸基基板的检测平台和电极模板的制作方法如下，

(1)利用Photoshop软件按进行绘制，图形的样式为：边长是19.5mm的正方形，正方形中间是直径为6.5mm的圆，圆形区域为白色，其余部分为黑色；

(2)将绘制好的图形模板打印在滤纸上，然后将滤纸置于烘箱中，烘箱的温度设置为150摄氏度，时间为3小时；其目的是将黑色区域的蜡渗透到滤纸中间层，形成疏水区，滤纸白色部分为亲水区；而后将滤纸烘干，将模板剪下。

(3)以6B铅笔为电极材料，在制作好的纸基基板的检测平台上绘制出三电极体系，三电极的尺寸要求为:工作电极的宽为3mm，长为6mm，在亲水区的长为2mm，对电极和参比电极的宽为2mm，长为6mm，在亲水区的长为2mm。

在一些实施方式中，将设计好的纸基基板的检测平台与CHI1230B电化学工作站连接，然后配制0.1、0.5、1、5、10、50、100、400、700微摩尔每升浓度的多巴胺标准溶液，pH＝7.4的磷酸盐缓冲液作为电解质溶液；取10微升多巴胺标准溶液滴加到电极的中间亲水区域，在-0.2～0.6V的电位范围内作示差脉冲伏安扫描，得到0.1、0.5、1、5、10、50、100、400、700微摩尔每升浓度的多巴胺溶液的扫描曲线，根据标准溶液的浓度与其对应的峰电流值，可以计算出二者的线性关系，得到工作曲线；在检测待测样品尿样或血样中的多巴胺时，可以根据检测曲线的电流值求出样品中多巴胺的浓度。

石墨是一种非常好的导电材料,而且其价格较其他一些常规导电材料低廉，稳定性也优于其他一些常规电极材料。因此将石墨与纸结合，构建一次性纸基电化学分析装置具有低成本、便携性等优点；而高度发达的基础设施印刷行业，使得这种纸基分析装置的生产经济又具有可发展性；以纸张为研究基板，通过手工绘制铅笔电极，构建三电极体系，制作一个完整的电化学分析检测装置，这种石墨纸基电化学系统制作简单，价格便宜，易操作，稳定性好。

石墨纸基电化学装置具有以下独特的优点：1.纸和石墨的价格都相对低廉，易得。2.多孔结构的滤纸主要由纤维素构成，可以支持电解液，需要的样品量少，仅数微升。3.纸是一种很好的过滤器。4.石墨电极具有相对稳定的电化学特性。

作为一次性电极，它可以在每次测定时能够提供洁净的表面，另外，价格低廉的石墨电极，避免了昂贵的仪器和维修费用，同时，它的制作简单，可以大批量地生产。

本发明构建的纸基电化学传感装置，不仅避免了抗坏血酸、尿酸对多巴胺测定的干扰，而且提高了检测的灵敏度及重现性，与现有的电化学传感器相比，本发明具有线性范围宽，检测限低，制作简单、成本低廉的优点，分析检测迅速，方便，可以用于临床分析。

电化学方法由于在高灵敏度、短测量周期、高可靠性等方面的传统优势而得到人们的极大关注，已经被大量应用于神经递质的分析检测。电分析方法常常以电沉积为预浓缩手段，测定前的预浓缩或富集将会大大提高分析的灵敏度和选择性，从而更适用于对痕量物质的测定。相对于其它检测方法，电化学方法仪器设备简单，便于携带，操作方便，可以同时快速检测多种物质，易于实现现场自动检测，在现代卫生分析中已得到了较广泛的推广。

在分析化学的发展中，图案化滤纸的研究为发展便携式分析仪器的研究提供了更广阔的思路。滤纸拥有吸收性好、柔软易操作、便携、成本低廉等特点，是一种理想的用于构建分析系统的材料，纸主要由纤维素构成，具有多孔、亲水的性能，在其表面含有大量的羧基和羟基等亲水基团，可以吸附比自身重量大得多的水分。另外，纸还具有造价低，质量轻，便于携带等优点，与聚合物、玻璃等基底板相比，其最大的优点是使用后能够被生物降解，对环境无害。而石墨是一种非常好的导电材料，而且其价格较其他一些常规导电材料低廉，稳定性也优于其他一些常规电极材料。因此将石墨与纸结合，构建一次性石墨纸基电极检测分析装置具有低成本、便携性等优点。

示差脉冲伏安法为一种电化学测量手段，是线性扫描伏安法和阶梯扫描伏安法的衍生方法，即在其基础之上添加一定的电压脉冲。在电势改变之前测量电流，通过这种方式来减小充电电流的影响。

附图说明

图1为本发明的一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法的石墨纸基基板的电极模型图。

具体实施方式

一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，包括如下步骤：

(1)以滤纸作为纸基基板的检测平台，铅笔手工绘制电极，以石墨作为电极材料，检测平台中间有圆形的亲水区域，周围是疏水区域。

如图1所示，步骤(1)中的纸基基板的检测平台和电极模板的制作方法如下，

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，其特征是在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，其特征是在于，所述步骤(1)中的纸基基板的检测平台和电极模板的制作方法如下，

(3)以6B铅笔为电极材料，在制作好的纸基基板的检测平台上绘制出三电极体系，三电极的尺寸要求为:工作电极的宽为3mm，长为6mm，在亲水区的长为2mm，对电极和参比电极的宽为2mm，长为6mm，在亲水区的长为2mm(如图1)。

3.根据权利要求2所述的一种基于纸基电化学装置的测定多巴胺的方法，其特征在于，将设计好的纸基基板的检测平台与CHI1230B电化学工作站连接，然后配制0.1、0.5、1、5、10、50、100、400、700微摩尔每升浓度的多巴胺标准溶液，pH＝7.4的磷酸盐缓冲液作为电解质溶液；取10微升多巴胺标准溶液滴加到电极的中间亲水区域，在-0.2～0.6V的电位范围内作示差脉冲伏安扫描，得到0.1、0.5、1、5、10、50、100、400、700微摩尔每升浓度的多巴胺溶液的扫描曲线，根据标准溶液的浓度与其对应的峰电流值，可以计算出二者的线性关系，得到工作曲线；在检测待测样品尿样或血样中的多巴胺时，可以根据检测曲线的电流值求出样品中多巴胺的浓度。