二茂铁功能化石墨烯修饰电极用于多巴胺的检测.pdf

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1、第43卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第8期2015年8月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1175～1180DOI：10．U895／j．issn．0253-3820．150250二茂铁功能化石墨烯修饰电极用于多巴胺的检测刘超何建新古宁宇蔡建信王小磊杨震宇‘(南昌大学化学学院，南昌330031)(南昌大学资源环境与化工学院，南昌330031)摘要通过Friedel—Crafts酰基化反应制备二茂铁(Fc)功能化氧化石墨烯材料，利用透射电镜、傅里叶变换红外光谱和

2、x一射线衍射对该复合物的形貌和结构进行了表征。将其滴涂到玻碳电极(GCE)表面并用Nation膜固定，进行电化学还原，得到电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极(Fc／ERGO／GCE)。此修饰电极对多巴胺的氧化还原具有良好的催化性能，在循环伏安曲线的0．2V附近出现一对多巴胺的可逆氧化还原峰。差示扫描伏安法(DPV)峰电流大小与多巴胺浓度在0．4—300~mol／L范围内呈良好的线性关系(Rz=0．9998)，检出限为0．08~mol／L。用于检测人体尿液中的多巴胺含量，加标样品的回收率在92．5％一105

3、．O％之间，相对标准偏差小于5％(=5)，表明制备的Fc／ERGO／GCE可用于实际样品中DA的检测。关键词二茂铁；电化学还原氧化石墨烯；多巴胺；电化学检测1引言多巴胺(DA)作为一种重要的儿茶酚胺类神经递质，具有调节肾脏功能、激素分泌等重要作用。许多疾病，如癫痫、帕金森病、精神分裂症等，都与DA浓度异常有关⋯，因此，开发灵敏、特异性、快速的检测方法对于疾病诊断、神经生理学及相关药物研究有重要意义。目前，检测DA的主要方法有荧光法、紫外分光光度法、高效液相色谱法、电化学法等，与其它方法相比，电化学方法以其简

4、单、灵敏度高、成本低和响应快速的优点引起了广泛的关注．6J。由于DA在固体电极上的过电位较大，用未修饰的电极检测DA的灵敏度一般较低，因此修饰电极在DA的测定中越来越受到人们的重视I8J。石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种新型纳米材料，具有优良的导电性能和较大的比表面积，广泛用于能源储存、传感器和修饰电极等研究领域J。二茂铁(Fc)是一种良好的电子转移媒介体，由于其电化学活性高，可逆性好，可作为蛋白质标记物或氧化还原活性中心用于生物小分子的检测lIJ。Yang等将Fc和

5、单层碳纳米管通过非共价键连接制备成复合材料，该材料表现出良好的电催化性能，而通过共价作用制备Fc及其衍生物与石墨烯复合材料的报道很少¨，还未见将其用于多巴胺检测的报导。本研究利用共价改性氧化石墨烯(GO)的方法制备了二茂铁功能化的氧化石墨烯(Fc／GO)复合材料，通过恒电位还原的方法将其还原成二茂铁／石墨烯(Fc／ERGO)，然后修饰在玻碳电极上，采用循环伏安法和微分脉冲伏安法研究了DA在此修饰电极上的电化学反应，基于此建立了检测DA的电化学方法。2实验部分2．1仪器和试剂CHI630D电化学工作站(上海辰

6、华仪器公司)；JEM-2010型透射电子显微镜(日本电子珠式会社)；Nicolet5700红外光谱仪(美国ThermoNicolet公司)；XD-3型x射线衍射仪(北京普析仪器有限责任公司)；AR224CN型电子天平(奥豪斯仪器有限公司)；超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司)；pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)；101C-2型恒温干燥箱(上海实验仪器厂)；CT14D型台式高速离心机(上海天美生化仪器厂)；采用三电极体系：自制的二茂铁／石墨烯修饰玻碳电极为工作电极2015-03-27收稿；2015-0

7、5-27接受本文系国家自然科学基金(Nos．21363015，21263016，21461015)及江西省高校科技落地计划(No．KJLD14010)资助}E·mail：cjx@ncu．edu．cn；zyyang@HCU．edu．cn分析化学第43卷(d=3mm)，Ag-AgC1(饱和KC1)电极为参比电极，铂丝为对电极。二茂铁、石墨粉(8000目)、多巴胺(98％)(阿拉丁试剂公司)；Nation溶液(5％，美国Sigma公司)。其它试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。0．1mol／LN％HPO一NaH

8、2PO4缓冲溶液(PBS，pH6．5)。2．2实验方法2．2．1氧化石墨烯(GO)及二茂铁／氧化石墨烯(Fc／GO)材料的制备采用改进的文献[17]的方法合成GO，具体步骤为：称取2．5gK2S208和2．5gP05，依次缓慢加入到12mL浓H2SO4中，再加入3g石墨粉，恒温8O℃水浴下机械搅拌5h，进行预氧化，然后用500mL二次蒸馏水稀释，冷却后过滤，60℃过夜。将1．53gNaNO3和70mL浓H2sO4