一種二氧化鈦-碳棒微電極、制備方法及其檢測血液中對乙酰氨基酚濃度的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電化學(xué)分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種二氧化鈦-碳棒微電極、制備 方法及其檢測血液中對乙酰氨基酚濃度的應(yīng)用。
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【背景技術(shù)】
[0003] 對乙酰氨基酚(撲熱息痛）是一種廣泛使用的鎮(zhèn)痛劑，可以有效緩解關(guān)節(jié)痛、神經(jīng) 痛、偏頭痛、癌痛、頭痛、腰酸以及術(shù)后所引起的疼痛。一般情況下，正常服用對乙酰氨基酚 對人體并無毒害作用，但是如果長期使用大量的對乙酰氨基酚，或者與酒精及其它藥物同 時使用時，則會引起皮疹、肝障礙、腎和胰腺的炎癥。因此，一種簡單、快速和經(jīng)濟可靠的方 法來準(zhǔn)確的檢測血液中對乙酰氨基酚的含量具有重要的意義。
[0004] 目前，已經(jīng)有各種各樣的方法用來測定對乙酰氨基酚，如毛細(xì)管電泳法，熒光分光 光度法，液相色譜法，紫外分光光度法，液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法和熱分析法。但是這些方法樣 品預(yù)處理過程繁瑣、分析時間長而且裝置昂貴。電化學(xué)分析法由于其簡單、快速、選擇性好、 成本低、易于小型化以及能夠在線監(jiān)測的能力受到了相當(dāng)大的重視。然而，由于對乙酰氨基 酚在血液樣品中的濃度相對較低，因此有必要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上研究一種對對乙酰氨基酚具 有更低檢測限的檢測方法。
[0005] 近年來，碳已經(jīng)成為一種理想的電極材料，主要由于其擁有較寬的電位范圍和較 大的比表面積，極少積垢，形式多樣化且成本低廉。目前，已有不少基于碳電極的電化學(xué)傳 感器及其應(yīng)用的報道。二氧化鈦是一種廉價、無毒、性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，它具有表面積 大、良好的生物相溶性和相對良好的導(dǎo)電性等特點，有利于制備具有優(yōu)良性能的電化學(xué)傳 感器。此外，在電化學(xué)分析中，有效導(dǎo)電面積十分微小的微電極可以降低過電位，提高測定 的靈敏度，增加電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。因此，將二氧化鈦修飾到碳棒微電極上制備成電化 學(xué)傳感器，可提高傳感器的綜合性能，包括導(dǎo)電性能、催化性能和靈敏度等。
[0006] 因此，制備二氧化鈦-碳棒微電極，將其用于對乙酰氨基酚的高靈敏檢測，在血液 樣品的檢測方面具有較好的應(yīng)用前景。
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 解決的技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于通過在預(yù)處理過的碳棒上負(fù)載二氧化鈦，從 而提供一種靈敏度高、穩(wěn)定性好、線性范圍寬、檢測限低的二氧化鈦-碳棒微電極及制備方 法和其在檢測血液中對乙酰氨基酚濃度中的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種二氧化鈦-碳棒微電極，包括碳棒和銅絲，碳棒和銅絲通過銀導(dǎo)電膠連接，碳棒上 負(fù)載有二氧化鈦。
[0010] (1)二氧化鈦的制備 將鈦粉和氯化銨粉末混合均勻，于馬弗爐中反應(yīng)3~5小時，取出，室溫冷卻，得到二氧 化鈦粉末，備用； (2) 碳棒的預(yù)處理 將碳棒浸泡于酸溶液中，活化后取出，用去離子水洗滌3~5遍，室溫下放置干燥，即得 預(yù)處理過的碳棒； (3) 二氧化鈦-碳棒微電極的制備 將步驟（1)制得的二氧化鈦粉末超聲分散在去離子水中，形成均勻的分散液，將分散液 與步驟（2)制得的預(yù)處理過的碳棒混合后置于壓力釜中，在100~200°C、2~3MPa下反應(yīng) 6~10小時，冷卻后取出并在室溫下干燥，得到二氧化鈦修飾的碳棒，用銀導(dǎo)電膠將碳棒一 端與銅絲固定，即得二氧化鈦-碳棒微電極。
[0011] 步驟（1)中，所述馬弗爐中溫度為200~400°C。
[0012] 步驟（1)中，所述鈦粉與氯化銨粉末的摩爾比為2 :5~8。
[0013]步驟（2)中，所述酸溶液為濃硫酸、濃硝酸或濃鹽酸。
[0014] 步驟（3)中，按照每1L去離子水中分散二氧化鈦1~2g。
[0015]步驟（3)中，所述銅絲直徑為0? 3~0? 5mm。
[0016]二氧化鈦-碳棒微電極在檢測血液中對乙酰氨基酚濃度中的應(yīng)用。
[0017]有益效果： 第一、本發(fā)明使用易于獲得的鉛筆芯制備碳棒微電極，具有成本低廉，性能穩(wěn)定的優(yōu) 點，具有較好的應(yīng)用前景； 第二、本發(fā)明制備的電極的電活性更好、比表面積更大、電子轉(zhuǎn)移速率更快； 第三、本發(fā)明制備的電極制備工藝簡單，無毒環(huán)保，用于對乙酰氨基酚的電化學(xué)檢測具 有高的靈敏度、良好的穩(wěn)定性、寬的線性范圍和低的檢測限； 第四、本發(fā)明制備的電極可快速、靈敏地檢測血液中對乙酰氨基酚的含量。
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【附圖說明】
[0019] 圖1為實施例1中二氧化鈦-碳棒微電極的10000倍SEM圖； 圖2為實施例1中二氧化鈦-碳棒微電極的80000倍SEM圖； 圖3為實施例1中二氧化鈦-碳棒微電極檢測不同濃度對乙酰氨基酚的DPV峰流值與 對乙酰氨基酚濃度的擬合曲線； 圖4為實施例2中二氧化鈦-碳棒微電極檢測不同濃度對乙酰氨基酚的DPV峰流值與 對乙酰氨基酚濃度的擬合曲線； 圖5為實施例3中二氧化鈦-碳棒微電極檢測不同濃度對乙酰氨基酚的DPV峰流值與 對乙酰氨基酚濃度的擬合曲線； 圖6為實施例1中二氧化鈦-碳棒微電極檢測血樣中對乙酰氨基酚的DPV圖。
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【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。所 述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。 以下實施例中所使用的鈦粉和氯化銨購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司；對乙酰氨基酚購自 阿拉丁，所述濃硫酸、濃硝酸或濃鹽酸濃度均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所述方法如無特別說明均為常規(guī) 方法。
[0022] 實施例1 一種二氧化鈦-碳棒微電極的制備方法，步驟如下： 碳棒的預(yù)處理：將一段直徑為〇. 5mm、長度為20mm的碳棒浸泡于98%的濃硫酸中，活化 后取出，用去離子水洗滌3~5遍，室溫下放置干燥。
[0023] 將0. 02mol的鈦粉和0. 05mol的氯化銨粉末在研缽里均勻混合，然后放入坩堝中。 接著將坩堝置于馬弗爐中，于400°C下反應(yīng)3小時。最后在室溫下冷卻后得到二氧化鈦粉 末。
[0024] 將10mg的二氧化鈦粉末超聲分散在5mL的去離子水中，形成均勻的分散液。然后 將所得的分散液與預(yù)處理過的碳棒混合后置于30mL的聚四氟乙烯高壓釜中，于200°C下反 應(yīng)6小時，冷卻后取出并在室溫下干燥。將干燥后的碳棒一端與直徑為0. 3_的銅絲用銀 導(dǎo)電膠固定，從而獲得二氧化鈦_碳棒微電極。
[0025] 由圖1和2可知，修飾前的碳棒微電極表面非常粗糙，而將刺狀的二氧化鈦納米粒 子修飾到碳棒微電極表面后，大大提高了碳棒微電極表面粗糙度和表面積，從而有利于增 強催化活性和靈敏度。
[0026] 實施例2 一種二氧化鈦-碳棒微電極的制備方法，步驟如下： 碳棒的預(yù)處理：將一段直徑為〇. 5mm、長度為