聚苯胺-金復(fù)合納米纖維在大腦神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺檢測(cè)中的應(yīng)用論文

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1、聚苯胺/金復(fù)合納米纖維在大腦神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺檢測(cè)中的應(yīng)用論文【摘要】目的：研究聚苯胺/金（PANI/Au）復(fù)合納米纖維修飾電極能否高靈敏、高選擇檢測(cè)大腦神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺（DA）。方法：基于PANI/Au修飾電極，電化學(xué)方法檢測(cè)DA的響應(yīng)電流，脈沖伏安法分析DA和抗壞血酸（AA）共存下的情況。結(jié)果：PANI/Au修飾電極可以獲得DA的響應(yīng)電流分別是單純PANI修飾電極和裸電極的1.5和2.4倍，并且檢測(cè)到DA和AA的峰電位相差達(dá)260mV。結(jié)論：PANI/Au復(fù)合納米纖維修飾電極可以提高DA的檢測(cè)靈敏度和選擇性?！娟P(guān)鍵詞】復(fù)合納米纖維

2、多巴胺聚苯胺金納米顆?？箟难犭娀瘜W(xué)多巴胺（DA）是一種在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)中非常重要的信息傳遞物質(zhì),其含量的改變可導(dǎo)致一些重要的疾病，如帕金森癥和精神分裂癥。因此,其測(cè)定方法的研究對(duì)探討其生理機(jī)制和診斷相關(guān)疾病具有重要意義1。目前測(cè)定DA的主要方法有光度法、化學(xué)發(fā)光法、高效液相色譜法和電化學(xué)法等。其中電化學(xué)方法具有制備簡(jiǎn)便、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，且修飾電極的采用可增大DA傳質(zhì)速率,提高測(cè)定的靈敏度23。但是一般情況下，DA是和抗壞血酸（AA）共存于大腦和體液中,在固體電極上DA與AA的氧化電位相近而容易產(chǎn)生相互干擾,因此獲得高靈敏的

3、DA信號(hào)并具有抗AA干擾的方法是神經(jīng)專家和化學(xué)工作者一直關(guān)注的熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，修飾電極朝著納米修飾電極的方向發(fā)展。這主要是由于納米材料修飾電極相對(duì)于塊體電極具有傳質(zhì)性能高、催化活性強(qiáng)、有效表面積高、電極微環(huán)境的可控性好等優(yōu)點(diǎn)4。眾多納米材料中.freelV。而目前，制備靈敏、可靠、穩(wěn)定的DA傳感器，尋找新型結(jié)構(gòu)的納米材料和簡(jiǎn)易方法來(lái)制備修飾電極仍是非常重要的研究課題。本實(shí)驗(yàn)主要用相對(duì)簡(jiǎn)單的方法制備了PANI/Au復(fù)合納米纖維修飾電極，用其進(jìn)行DA的電化學(xué)檢測(cè)，并通過(guò)AA的干擾分析該方法的選擇性。1材料與方法1.1儀器與試劑透射

4、電子顯微鏡（JEOLJEM2000EX），JL2180型超聲清洗器，CHI660電化學(xué)工作站(上海辰華公司產(chǎn)品)，電化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用三電極系統(tǒng):玻碳電極(直徑3mm，GCE)或納米材料修飾玻碳電極為工作電極,鉑絲作為對(duì)電極,飽和甘汞電極（SCE）作為參比電極。DA為Fluka產(chǎn)品，聚苯胺(PANI)、硫酸（H2SO4,98%）、過(guò)硫酸銨（APS）、甲苯、檸檬酸三鈉、氯Au酸（HAuCl4）和AA購(gòu)自上?；瘜W(xué)試劑有限公司。磷酸鹽緩沖液（PBS,0.1mol·L-1）作為實(shí)驗(yàn)用電解質(zhì)。所有試劑為分析純，實(shí)驗(yàn)用水均為高純水。1.2PAN

5、I/Au復(fù)合納米纖維修飾電極的制備PANI是通過(guò)典型的界面反應(yīng)聚合反應(yīng)制備的10。Au溶膠是通過(guò)經(jīng)典的檸檬酸還原氯金酸的方法制得的11。將PANI加入到Au溶膠中并攪拌8h，由于Au納米顆粒表面的檸檬酸根是負(fù)電性的，而PANI質(zhì)子化后顯示正電性，所以Au納米顆粒很容易靜電吸附到PANI的表面，從而形成復(fù)合的納米纖維。將該產(chǎn)物離心并真空干燥備用。用0.05μm的三氧化二鋁粉末在麂皮上將玻碳電極打磨、拋光至鏡面，然后依次在乙醇和水中超聲清洗1min。取5μl的1mg·ml-1PANI和PANI/Au膠體溶液（均按PANI的量計(jì)算濃度

6、）滴涂于預(yù)處理好的玻碳電極上，空氣中干燥以備用。1.3檢測(cè)步驟及設(shè)置首先將修飾好的電極在電解液中浸泡15min，以保證溶液擴(kuò)散于修飾電極的內(nèi)層，有助于更好地進(jìn)行離子交換。選取-0.4～0.8V的電壓范圍進(jìn)行循環(huán)伏安掃描。脈沖伏安法（DPV）掃描是采用50mV的振幅，50ms的脈沖寬度，脈沖間隔為0.2s。整個(gè)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)在20ml0.1mol·L-1PBS的環(huán)境下進(jìn)行。2結(jié)果2.1PANI/Au復(fù)合納米纖維的表征圖1是PANI/Au復(fù)合納米纖維的TEM圖，從圖中可以看出Au納米顆粒附著于PANI納米纖維的表面。Au納米顆粒的尺寸分

7、布較均勻，粒徑約10nm；PANI納米纖維的平均直徑為70nm。圖1PANI/Au復(fù)合納米纖維的TEM圖Fig1TEMimageofPANI/Aupositenanofibers2.2PANI/Au復(fù)合納米纖維修飾電極的電化學(xué)行為導(dǎo)電聚苯胺在堿性和中性水溶液中會(huì)發(fā)生脫質(zhì)子化而脫摻雜,從而失去電化學(xué)活性,因此,導(dǎo)電聚苯胺的電化學(xué)性質(zhì)一般是在酸性水溶液中進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)比了pH2.0、3.0、4.0酸度下PANI/Au修飾電極的電化學(xué)行為（圖2）。從圖中可以看出pH2.0時(shí)PANI/Au展示的是兩對(duì)分散開(kāi)的氧化還原峰，分別對(duì)應(yīng)

8、著苯胺和聚苯胺間轉(zhuǎn)換時(shí)的兩種中間產(chǎn)物12；當(dāng)pH增加至3.0時(shí)這兩對(duì)氧化還原峰向中間電位靠攏，表現(xiàn)出一對(duì)比較寬的氧化還原峰；當(dāng)增加至4.0時(shí)，該寬峰進(jìn)一步變窄。以下的實(shí)驗(yàn)即是在pH4.0的情況下進(jìn)行的，這樣的選擇是為了盡量避免PANI的氧化還原峰對(duì)DA峰的干擾。