技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于納米材料、電化學(xué)和生化傳感的交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于還原氧化石墨烯/碳點內(nèi)包覆的新型分子印跡聚合物蘆丁電化學(xué)傳感器的制備方法，其制備的傳感器可用于蘆丁的高效檢測。

背景技術(shù)：
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作為一種重要的黃酮類化合物，蘆丁廣泛存在于多種植物中，尤其富含于植物的葉子中。蘆丁具有顯著的生物學(xué)和藥理學(xué)活性，與許多生理功能如抗炎、抗菌、抗腫瘤和抗氧化存在密切的聯(lián)系，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。此外，蘆丁的藥理學(xué)功能涉及血液稀釋、毛細管滲透性減弱等，蘆丁還被應(yīng)用于藥物和醫(yī)學(xué)研究。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，蘆丁占據(jù)重要地位，它能調(diào)控毛細管滲透性和保持血小板穩(wěn)定。鑒于蘆丁對于人體健康的重要性，發(fā)展一種有效的分析技術(shù)用于蘆丁檢測具有重要意義。對于生物醫(yī)學(xué)樣品中蘆丁的高效檢測，可作為一種指標用于人體健康的監(jiān)控。

當(dāng)前，許多傳統(tǒng)技術(shù)和分析方法已被用于蘆丁檢測，如化學(xué)發(fā)光法、高效液相色譜法、毛細管電泳法、化學(xué)傳感器法等。傳統(tǒng)的儀器分析技術(shù)用于蘆丁測定普遍存在某些缺陷，如耗時的操作、復(fù)雜的前處理和測試程序等，這削弱了在實際測定中的應(yīng)用價值。相比之下，電化學(xué)分析法具備顯著的優(yōu)勢，尤其是其簡單、低成本和高靈敏性，可作為一種優(yōu)選的方法用于蘆丁的高效測定。由于在某些天然黃酮類植物中，蘆丁很可能與其它黃酮類組分如槲皮素、桑色素等共存，設(shè)計制備高選擇性和高靈敏的傳感體系，用于蘆丁的高特異性檢測就顯得尤為重要。

基于分子印跡聚合物的電化學(xué)傳感器具備高特異性測定目標物的能力，引入電活性的納米材料如還原氧化石墨烯和碳點，在玻碳電極界面電沉積制備還原氧化石墨烯-碳點內(nèi)包覆型分子印跡聚合物，可實現(xiàn)高靈敏和高選擇性電化學(xué)傳感蘆丁之目的。經(jīng)文獻查新，截至目前，尚未檢索到有關(guān)還原氧化石墨烯-碳點內(nèi)包覆型分子印跡聚合物，以及基于該聚合物的蘆丁電化學(xué)傳感器的國內(nèi)外文獻和專利等資料報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，設(shè)計提供一種工藝簡單、成本低、高靈敏和高選擇性的基于還原氧化石墨烯/碳點內(nèi)包覆的新型分子印跡聚合物蘆丁電化學(xué)傳感器的制備方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明涉及的一種基于還原氧化石墨烯/碳點內(nèi)包覆的新型分子印跡聚合物蘆丁電化學(xué)傳感器的制備方法，其具體工藝包括以下步驟：

(1)采用hummers方法制備氧化石墨烯：將1.0克石墨加入250毫升圓底三口瓶中，滴加25毫升濃硫酸碳化石墨，緩慢攪拌反應(yīng)24小時，之后加入1.5克高錳酸鉀，將三口瓶轉(zhuǎn)移至冰浴中冷卻，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30分鐘，然后升溫至60℃，攪拌反應(yīng)45分鐘，其間每間隔15分鐘加入3毫升二次蒸餾水，反應(yīng)完畢后，加入180毫升二次蒸餾水用以終止反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻至室溫，將溶液過濾，沉淀物經(jīng)過洗滌干燥，得到氧化石墨烯；

(2)將檸檬酸和碳酸氫銨進行溶劑熱碳化制備碳點：將1.0克檸檬酸和2.0克碳酸氫銨溶于10毫升二甲基亞砜中，將混合液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在160℃下攪拌反應(yīng)6小時，將反應(yīng)溶液冷卻至室溫后，加入20毫升質(zhì)量濃度為50毫克/毫升的氫氧化鈉水溶液，攪拌反應(yīng)1分鐘，在16000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下用離心機離心10分鐘，所得沉淀物溶于二次蒸餾水，再次離心分離去除殘留鹽和堿，最后冷凍干燥得到碳點；

(3)將步驟(1)制備的氧化石墨烯與步驟(2)制備的碳點充分混合，配制成質(zhì)量濃度為1.0～2.0毫克/毫升的均質(zhì)碳點/氧化石墨烯水分散液，其中碳點與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:5～5:1；

(4)在50～100℃條件下，將步驟(3)制得的水分散液連續(xù)攪拌反應(yīng)1～6小時，制備還原氧化石墨烯與碳點復(fù)合物，然后將其復(fù)合物滴涂到玻碳電極表面，制備還原氧化石墨烯/碳點/玻碳電極修飾電極；

(5)采用循環(huán)伏發(fā)法將物質(zhì)的量濃度0.05～0.5摩/升的蘆丁與物質(zhì)的量濃度0.1～1.0摩/升的吡咯在修飾電極表面發(fā)生電聚合反應(yīng)，制備出含有蘆丁的聚吡咯，洗脫蘆丁后得到含有蘆丁空穴的分子印跡聚合物，即分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極傳感體系，循環(huán)伏安法掃描速率為50～200毫伏/秒，掃描電壓0～2伏，循環(huán)次數(shù)5～50圈；

(6)在步驟(5)制備的傳感體系中加入濃度為0.01～10微摩/升蘆丁，擬合傳感體系氧化電流峰強度與蘆丁共存濃度之間的線性關(guān)系，構(gòu)建用于檢測蘆丁的電化學(xué)傳感器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用一步電聚合方法在玻碳電極界面，制備還原氧化石墨烯與碳點內(nèi)包覆的含蘆丁分子印跡的聚吡咯傳感體系分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯/碳點/玻碳電極，基于蘆丁共存濃度與傳感體系電化學(xué)信號強度之間的線性關(guān)系，構(gòu)建蘆丁電化學(xué)傳感器。其工藝簡單，制備成本低，產(chǎn)品具有高靈敏性和高選擇性，能夠發(fā)展成為一種新穎的電化學(xué)傳感器用于蘆丁的高效檢測。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明構(gòu)建的分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯/碳點/玻碳電極傳感體系及其用于蘆丁檢測的示意圖。

圖2為本發(fā)明分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯/碳點/玻碳電極傳感體系對蘆丁的電化學(xué)信號響應(yīng)，以及傳感體系氧化電流峰強度與蘆丁共存濃度之間的線性關(guān)系。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1：

本實施例構(gòu)建的分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯/碳點/玻碳電極傳感體系及其用于蘆丁檢測的示意圖如圖1所示。首先采用檸檬酸和碳酸氫銨進行溶劑熱碳化制備碳點：將1.0克檸檬酸和2.0克碳酸氫銨溶于10毫升二甲基亞砜中，將此混合液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在160℃下反應(yīng)6小時，反應(yīng)溶液冷卻至室溫后，加入20毫升質(zhì)量濃度為50毫克/毫升的氫氧化鈉堿性水溶液，攪拌反應(yīng)1分鐘，然后在16000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘，制得的沉淀物溶于二次蒸餾水，再次離心分離去除殘留的鹽和堿，最后冷凍干燥得到碳點。依據(jù)hummers方法制備氧化石墨烯：稱取1克石墨放置在250毫升三口瓶中，逐滴加入25毫升濃硫酸碳化處理石墨，在緩慢攪拌下反應(yīng)24小時；然后加入1.5克高錳酸鉀，將三口瓶轉(zhuǎn)入至冰浴裝置中冷卻，保持繼續(xù)攪拌反應(yīng)30分鐘；升高反應(yīng)溫度至60℃，繼續(xù)反應(yīng)45分鐘，每間隔15分鐘加入3毫升二次蒸餾水，最后加入180毫升二次蒸餾水用以終止反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻至室溫制得氧化石墨烯。將新制備的氧化石墨烯與碳點充分混合，配制成均質(zhì)的水分散液；其中的碳點濃度為3毫克/毫升，氧化石墨烯濃度為0.2毫克/毫升；在60℃下混合分散液在反應(yīng)釜中反應(yīng)3小時，制得還原氧化石墨烯與碳點復(fù)合物，然后將其滴涂在玻碳電極表面，制備還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極修飾電極；在物質(zhì)的量濃度1毫摩/毫升的磷酸鹽緩沖液中，配制0.1摩/升的蘆丁和0.2摩/升吡咯，在修飾電極界面通過電聚合反應(yīng)制備含蘆丁分子的聚吡咯，其中掃描速率為50毫伏/秒，掃描電壓0～1.0伏，循環(huán)次數(shù)10圈；電聚合反應(yīng)結(jié)束后，洗脫蘆丁分子后得到含蘆丁空穴的聚吡咯分子印跡聚合物，即制得分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極傳感體系；向此傳感體系中加入0.1～6.5微摩/升的蘆丁，采用差示脈沖伏安法測定傳感體系的電化學(xué)曲線，擬合氧化電流峰強度與蘆丁共存濃度之間的線性關(guān)系，構(gòu)建出用于檢測蘆丁的電化學(xué)傳感器(如圖2所示)；該傳感器制備工藝簡單，成本低，具備高靈敏性和高選擇性，對蘆丁濃度的檢測范圍是0.1～6.5微摩/升，檢測極限為0.03微摩/升。

實施例2：

本實施例首先采用檸檬酸和碳酸氫銨進行溶劑熱碳化制備碳點，依據(jù)hummers方法制備氧化石墨烯(具體方法同實施例1)，將二者充分混合均勻配制成混合分散液，其中的碳點質(zhì)量濃度為5毫克/毫升，氧化石墨烯質(zhì)量濃度為0.5毫克/毫升；在70℃下混合分散液在反應(yīng)釜中反應(yīng)4小時，制得還原氧化石墨烯與碳點復(fù)合物，然后將其滴涂在玻碳電極表面，制備還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極修飾電極；然后在物質(zhì)的量濃度1毫摩/毫升的磷酸鹽緩沖液中，配制0.2摩/升的蘆丁和0.4摩/升吡咯，在修飾電極界面通過電聚合反應(yīng)制備含蘆丁分子的聚吡咯，其中掃描速率為80毫伏/秒，掃描電壓0～1.5伏，循環(huán)次數(shù)20圈；電聚合反應(yīng)結(jié)束后，洗脫蘆丁分子后得到含蘆丁空穴的聚吡咯分子印跡聚合物，即制得分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極傳感體系；向此傳感體系中加入0.01～1微摩/升的蘆丁，采用差示脈沖伏安法測定傳感體系的電化學(xué)曲線，擬合氧化電流峰強度與蘆丁共存濃度之間的線性關(guān)系，構(gòu)建出用于檢測蘆丁的電化學(xué)傳感器；該傳感器制備工藝簡單，成本低，具備高靈敏性和高選擇性，對蘆丁濃度的檢測范圍是0.01～1微摩/升，檢測極限為0.004微摩/升。

實施例3：

本實施例首先采用檸檬酸和碳酸氫銨進行溶劑熱碳化制備碳點，依據(jù)hummers方法制備氧化石墨烯(具體方法同實施例1)，將二者充分混合均勻配制成混合分散液，其中的碳點質(zhì)量濃度為8毫克/毫升，氧化石墨烯質(zhì)量濃度為0.8毫克/毫升；在80℃下混合分散液在反應(yīng)釜中反應(yīng)5小時，制得還原氧化石墨烯與碳點復(fù)合物，然后將其滴涂在玻碳電極表面，制備還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極修飾電極；再在物質(zhì)的量濃度1毫摩/毫升的磷酸鹽緩沖液中，配制0.3摩/升的蘆丁和0.6摩/升吡咯，在修飾電極界面通過電聚合反應(yīng)制備含蘆丁分子的聚吡咯，其中掃描速率為100毫伏/秒，掃描電壓0.5～1.5伏，循環(huán)次數(shù)30圈；電聚合反應(yīng)結(jié)束后，洗脫蘆丁分子后得到含蘆丁空穴的聚吡咯分子印跡聚合物，即制得分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極傳感體系；向此傳感體系中加入0.01～5微摩/升的蘆丁，采用差示脈沖伏安法測定傳感體系的電化學(xué)曲線，擬合氧化電流峰強度與蘆丁共存濃度之間的線性關(guān)系，構(gòu)建出用于檢測蘆丁的電化學(xué)傳感器；該傳感器制備工藝簡單，成本低，具備高靈敏性和高選擇性，對蘆丁濃度的檢測范圍是0.01～5微摩/升，檢測極限為0.003微摩/升。

實施例4：

本實施例首先采用檸檬酸和碳酸氫銨進行溶劑熱碳化制備碳點，依據(jù)hummers方法制備氧化石墨烯(具體方法同實施例1)，將二者充分混合均勻配制成混合分散液，其中的碳點質(zhì)量濃度為10毫克/毫升，氧化石墨烯質(zhì)量濃度為1.0毫克/毫升；再在90℃下混合分散液在反應(yīng)釜中反應(yīng)6小時，制得還原氧化石墨烯與碳點復(fù)合物，然后將其滴涂在玻碳電極表面，制備還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極修飾電極；然后在物質(zhì)的量濃度1毫摩/毫升的磷酸鹽緩沖液中，配制0.5摩/升的蘆丁和0.8摩/升吡咯，在修飾電極界面通過電聚合反應(yīng)制備含蘆丁分子的聚吡咯，其中掃描速率為150毫伏/秒，掃描電壓0.5～2.0伏，循環(huán)次數(shù)40圈；電聚合反應(yīng)結(jié)束后，洗脫蘆丁分子后得到含蘆丁空穴的聚吡咯分子印跡聚合物，即制得分子印跡聚合物/還原氧化石墨烯-碳點/玻碳電極傳感體系；向此傳感體系中加入0.1～10微摩/升的蘆丁，采用差示脈沖伏安法測定傳感體系的電化學(xué)曲線，擬合氧化電流峰強度與蘆丁共存濃度之間的線性關(guān)系，構(gòu)建出用于檢測蘆丁的電化學(xué)傳感器；該傳感器制備工藝簡單，成本低，具備高靈敏性和高選擇性，對蘆丁濃度的檢測范圍是0.1～10微摩/升，檢測極限為0.03微摩/升。