專利名稱：離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)儀器分析的使用系統(tǒng)。特別是涉及同時檢測葉酸和甲氨蝶呤的離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
葉酸(Flolic acid, FA)化學(xué)名為“蝶酰谷氨酸”，屬于B族水溶性維生素的一種，參與體內(nèi)很多重要反應(yīng)，是維持生命活動的重要物質(zhì)。它廣泛存在于綠色蔬菜中，是人體細(xì)胞生長和分裂所必須的物質(zhì)之一，主要參與核酸合成和促進氮基酸合成蛋白質(zhì)，還參與血紅蛋白、膽堿、肌酸及腎上腺素等重要化合物的合成。甲氨蝶呤(Methotrexate，MTX)為葉酸同系物，主要用于治療腫瘤、類風(fēng)濕疾病。在類風(fēng)濕臨床治療中，患者在服用甲氨蝶呤后24小時再服用葉酸進行解毒。因此，同時檢測體液中葉酸及甲氨蝶呤對疾病的診斷、治療及預(yù)后判斷具有重要價值。葉酸和甲氨蝶呤常見的分析方法為高效液相色譜法、電化學(xué)法、毛細(xì)管電泳法等。高效液相色譜分離，通常以紫外、熒光及質(zhì)譜等作為檢測器進行分析，紫外靈敏度低且干擾性大，較難滿足血清等生物樣品中低濃度葉酸及甲氨蝶呤的檢測；熒光檢測通常需要通過衍生化步驟，較為繁瑣；而質(zhì)譜所使用儀器價格昂貴，運行成本高。甲氨蝶呤和葉酸結(jié)構(gòu)相似，都具有電活性，基于各種修飾電極對甲氨蝶呤和葉酸的分別檢測已有報道，但由于電化學(xué)氧化電位相近，因此單純電分析方法無法滿足兩者的同時檢測。碳納米管由于具有巨大的比表面積，良好的導(dǎo)電性及能促進電子傳遞，被廣泛應(yīng)用于修飾電極的研究，碳納米管修飾電極能使氧化過電位降低，電化學(xué)信號大大增強。通過離子色譜的分離與基于碳納米管修飾電極的電化學(xué)檢測的聯(lián)用，可實現(xiàn)甲氨蝶呤與葉酸的高靈敏度同時檢測。迄今為止，未見以離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測法同時測定葉酸和甲氨蝶呤的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)的改進，提供一種離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)高效同時檢測甲氨蝶呤及葉酸的分析系統(tǒng)，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明是一種離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，碳納米管通過共價修飾帶正電荷，吸附在裸玻碳電極表面，形成新型碳納米管薄膜修飾電極，以該修飾電極作為工作電極，更易吸附呈陰離子態(tài)的甲氨蝶呤及葉酸，相對裸玻碳電極，極大促進甲氨蝶呤和葉酸的電催化氧化。本發(fā)明所述的系統(tǒng)可應(yīng)用到電化學(xué)檢測器中與離子色譜聯(lián)用可實現(xiàn)甲氨蝶呤和葉酸的快速分離及檢測，適合復(fù)雜基體生物類樣品中低濃度甲氨蝶呤及葉酸的同時檢測。碳納米管進行共價修飾后帶正電荷，通過靜電作用牢固地吸附在帶負(fù)電荷的裸玻碳電極表面，形成一層牢固的碳納米管薄膜，以功能化碳納米管修飾的玻碳電極作為工作電極，通過循環(huán)伏安法(Cyclic voltammetry, CV)在各pH磷酸緩沖溶液中對甲氨蝶呤以及葉酸進行測定優(yōu)化并選擇電位，將該修飾電極應(yīng)用到離子色譜的電化學(xué)檢測器中與離子色譜聯(lián)用，實現(xiàn)了甲氨蝶呤及葉酸的快速高效同時檢測，并成功應(yīng)用于血液及尿液樣品的檢測。本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果
I.本發(fā)明利用碳納米管具有粒徑小，比表面積大，易修飾，導(dǎo)電性良好，能促進電子的傳遞，碳納米管修飾電極能使反應(yīng)過電位大大降低，電化學(xué)信號增強等優(yōu)點，將碳納米管共價修飾后帶正電荷，與帶負(fù)電荷的玻碳電極表面靜電作用，制得更穩(wěn)定的碳納米管薄膜修飾電極，與裸玻碳電極相比，該碳納米管修飾電極活性大大增加，由于碳納米管帶正電，因此更容易吸附呈陰離子形態(tài)的甲氨蝶呤和葉酸，促進甲氨蝶呤及葉酸的電催化氧化，極大地提高了靈敏度。2.本發(fā)明將該修飾電極應(yīng)用到離子色譜的電化學(xué)檢測器中與離子色譜聯(lián)用，實現(xiàn) 了甲氨蝶呤與葉酸的快速分離檢測，既解決了單純電分析無法分離的問題，又克服了其他檢測方法靈敏度低，干擾性強及操作繁瑣等缺點，適合復(fù)雜基體生物樣品中低濃度甲氨蝶呤及葉酸的檢測。


圖I為裸玻碳電極和碳納米管修飾電極作為工作電極在pH=5緩沖溶液中對甲氨蝶呤催化氧化的循環(huán)伏安對比 圖2為裸玻碳電極和碳納米管修飾電極作為工作電極在pH=5緩沖溶液中對葉酸催化氧化的循環(huán)伏安對比 圖3為采用離子色譜-電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，分別以裸玻碳電極和碳納米管修飾電極作為工作電極的標(biāo)準(zhǔn)樣品(葉酸、甲氨蝶呤)對比色譜 圖4為離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)的實際及加標(biāo)樣品(血液)色譜 圖5為離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)的實際及加標(biāo)樣品(尿液)色譜圖。
圖I中標(biāo)記為
I-裸玻碳電極；2_碳納米管修飾電極；3_甲氨蝶呤(10 mg L-1)
圖2中標(biāo)記為
I-裸玻碳電極；2_碳納米管修飾電極；3_葉酸(10 mg L—1)
圖3中標(biāo)記為
I-裸玻碳電極;2-碳納米管修飾電極；3-甲氨蝶呤(2 mg L—1) ；4-葉酸(2 mg L—1) 圖4中標(biāo)記為
I-空白血液樣品；2_加標(biāo)血液樣品；3-甲氨蝶呤(加標(biāo)0.5 mg I1M-葉酸(加標(biāo)0.5mg L-1)
圖5中標(biāo)記為
I-空白尿液樣品；2_加標(biāo)尿液樣品；3-甲氨蝶呤(加標(biāo)0.5 mg I1M-葉酸(加標(biāo)0.5mg L-1)
具體實施方案下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步具體的說明
裸玻碳電極依次用0.3 V- m,0. 05 y m的a-Al2O3拋光，并先后在無水乙醇和去離子水中超聲清洗5 min, Ag/AgCl (飽和KCl溶液)為參比電極，鉬絲電極為對電極。首先將MWNTs在濃HNO3溶液中加熱回流8小時，然后將所得黑色懸浮液過濾，并用去離子水充分洗滌，最后在紅外燈下干燥得羧基化碳納米管。準(zhǔn)確稱取50 mg羧基化碳納米管，加入到5. 00mL氯化亞砜，氮氣保護在45°C下加熱回流24 h,用四氫呋喃洗滌并真空干燥，得到酰氯化的碳納米管。40 mg酰氯化碳納米管與3 ml乙二胺混合在60°C加熱回流24 h，用甲醇洗滌殘余的乙二胺，干燥后得到胺基化的碳納米管，最后胺基化碳納米管與碘甲烷反應(yīng)，得到帶正電荷的季銨化碳納米管。取10 mg季銨化碳納米管到10 ml去離子水中超聲波振蕩20 min，使其分散成黑色溶液，取5 u L該溶液滴注到玻碳電極上自然展開鋪平，在紅外燈下干燥，即得到修飾好的碳納米管修飾的玻碳電極。圖I為采用循環(huán)伏安法，分別用裸玻碳電極和所制得的碳納米管修飾電極作為工作電極，Ag/AgCl (飽和KCl溶液)為參比電極，鉬絲電極為對電極，在pH=5. 0的磷酸緩沖溶液中對甲氨蝶呤的電催化氧化循環(huán)伏安對比圖(其中甲氨蝶呤濃度為10 mg L-1),由對比圖可看出，碳納米管修飾電極對抗壞血酸有極好的電催化氧化效果。圖2為采用循環(huán)伏安法，分別用裸玻碳電極和所制得的碳納米管修飾電極作為工作電極，Ag/AgCl (飽和KCl溶液)為參比電極，鉬絲電極為對電極，在pH=5. 0的磷酸緩沖溶液中對葉酸的電催化氧化循環(huán)伏安對比圖(其中葉酸濃度為10 mg I71)，由對比圖可看出，碳納米管修飾電極對葉酸有極好的電催化氧化效果，且相同條件下甲氨蝶呤與葉酸的的氧化電位相近。以美國戴安公司(Dionex)的離子色譜儀Dionex ICS-1500, IonpacAGll (50mmX 4mm)保護柱，Ionpac ASll (50mmX 4mm)分離柱，以pH=5. 0憐酸緩沖溶液加15%乙腈(v/v)為流動相，流動相流速為I. 0 mL/min，進樣量為25 ML。ED40電化學(xué)檢測器直流安培檢測，以碳納米管修飾電極或裸玻碳電極(對比)為工作電極，Ag/AgCl (飽和KCl溶液)為參比電極，鉬絲電極為對電極，檢測電位為0.9 V。在該實驗條件下，用本發(fā)明的離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，可以對葉酸、甲氨蝶呤快速分離檢測。圖3為采用該系統(tǒng)分別以裸玻碳電極和碳納米管修飾電極作為工作電極對甲氨蝶呤及葉酸標(biāo)準(zhǔn)樣品(2 mg .171)的對比色譜圖，圖4和圖5分別為血液和尿液的加標(biāo)樣品色譜圖。該方法甲氨蝶呤和葉酸的檢測限分別為I. 109 u g U\2. 805 iig*!/1。
權(quán)利要求
1.一種離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，其特征在于，碳納米管通過共價修飾帶正電荷，吸附在裸玻碳電極表面，形成新型碳納米管薄膜修飾電極，以該修飾電極作為工作電極，更易吸附呈陰離子態(tài)的甲氨蝶呤及葉酸，相對裸玻碳電極，極大促進甲氨蝶呤和葉酸的電催化氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)可應(yīng)用到電化學(xué)檢測器中與離子色譜聯(lián)用可實現(xiàn)甲氨蝶呤和葉酸的快速分離及檢測，適合復(fù)雜基體生物類樣品中低濃度甲氨蝶呤及葉酸的同時檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)儀器分析的使用系統(tǒng)，特別是涉及同時檢測葉酸和甲氨蝶呤的離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，是一種離子色譜-碳納米管修飾電極電化學(xué)檢測分析系統(tǒng)，碳納米管通過共價修飾帶正電荷，吸附在裸玻碳電極表面，形成新型碳納米管薄膜修飾電極，以該修飾電極作為工作電極，更易吸附呈陰離子態(tài)的甲氨蝶呤及葉酸，相對裸玻碳電極，極大促進甲氨蝶呤和葉酸的電催化氧化。本發(fā)明將該修飾電極應(yīng)用到離子色譜的電化學(xué)檢測器中與離子色譜聯(lián)用，實現(xiàn)了甲氨蝶呤與葉酸的快速分離檢測，既解決了單純電分析無法分離的問題，又克服了其他檢測方法靈敏度低，干擾性強及操作繁瑣等缺點，適合復(fù)雜基體生物樣品中低濃度甲氨蝶呤及葉酸的檢測。
文檔編號G01N30/02GK102735769SQ20121020501
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者習(xí)玲玲, 朱作藝 申請人:浙江大學(xué)