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基于MnO2纳米线-还原石墨烯复合修饰电极的多巴胺电化学检测
贺全国 , 梁静 , 李广利 , 邓培红 , 刘军 , 刘晓鹏
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171183
通过电化学还原法制备MnO2纳米线/还原石墨烯复合修饰电极(MnO2-RGO/GCE),用于多巴胺(DA)的检测。采用扫描电镜和X-射线粉末衍射对不同的修饰电极微观形貌进行了表征,优化了电化学还原条件和测定DA实验条件。此外,还研究DA在裸电极及RGO或MnO2-RGO修饰电极上的循环伏安响应。MnO2-RGO/GCE复合修饰电极实现AA、DA和UA氧化峰的有效分离,AA-DA和DA-UA的氧化峰电位差分别为268和128 mV。检测DA的线性范围为0.06-1.0 μmol/L和1.0-80 μmol/L,检出限为1.0 nmol/L(S/N=3)。制备的MnO2-RGO/GCE成功用于人血清样品的多巴胺含量分析。
关键词: MnO2纳米线, 还原石墨烯, 修饰电极, 多巴胺, 电催化氧化
基于多壁碳纳米管-氧化钨纳米复合材料的多巴胺电化学传感器
黄海平 , 吕连连 , 陈重镇 , 陈亚南 , 王丽萍 , 陈英
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171431
通过电化学沉积法制备多壁碳纳米管-氧化钨(MWCNTs-WOx)纳米复合材料, 利用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱分析仪(XPS)对其形貌和组成进行表征。制备了复合材料修饰的玻碳电极, 采用电化学阻抗(EIS)技术对修饰电极进行表征。采用循环伏安(CV)法研究了多巴胺(DA)在修饰电极上的电化学行为, 以差分脉冲伏安(DPV)法建立DA检测方法。结果表明, 在pH=6.5磷酸盐缓冲液(PBS)中, MWCNTs-WOx纳米复合材料对多巴胺有明显的电催化作用。在优化的条件下, 氧化峰电流与DA浓度在0.05~1.00 mmol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限为17 μmol/L (S/N=3)。此电化学传感器具有良好的重现性、选择性及较强的抗干扰能力, 尿酸(UA)不影响DA的定量检测。将此方法用于盐酸多巴胺注射液的含量检测, 效果良好。
关键词: 多壁碳纳米管, 氧化钨, 多巴胺, 电化学传感器
柔性石墨烯平面电极对多巴胺的灵敏检测
董子杰 , 张璞 , 李社红 , 罗红霞
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171425
将化学气相沉积(CVD)制备的石墨烯转移到柔性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上,构建了一种石墨烯平面电极(GPE)。通过恒电位法在GPE表面修饰金纳米颗粒(AuNPs),得到金纳米颗粒修饰石墨烯平面电极(AuNPs/GPE)。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对此电极进行了表征。在AuNPs/GPE上,多巴胺(DA)呈现出一对良好的氧化/再还原峰。从而构建了一种新型DA传感器。DA浓度在0.1~150.0 μmol/L和150.0~400.0 μmol/L范围内,传感器响应电流与DA浓度分段呈现良好的线性关系,检出限为3.9 nmol/L(S/N=3)。此传感器具有响应时间短、稳定性良好、抗干扰能力强、制作成本低、制备简单等优点。
关键词: 石墨烯平面电极, 电化学传感器, 金纳米颗粒, 多巴胺
基于对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强检测多巴胺
陈传霞 , 倪朋娟 , 姜媛媛 , 赵振路 , 逯一中
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181195
利用多巴胺对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强,建立了一种荧光和比色双模检测的多巴胺传感方法。Fe3+催化H2O2氧化无色的邻苯二胺(OPD),生成黄色且具有荧光信号的二氨基吩嗪(DAP),但是该反应很慢。多巴胺通过引发芬顿反应,促进Fe3+-H2O2体系持续产生强氧化性的羟基自由基(·OH),从而加快了OPD转化成DAP的速率,使体系溶液颜色加深,荧光增强。基于此原理,通过测量Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号随多巴胺浓度的变化,可以实现多巴胺的双模检测。本方法荧光和比色检测多巴胺的线性范围分别为0.05~20 μ mol/L和0.10~18 μ mol/L,检出限分别为15 nmol/L和65 nmol/L(S/N=3)。荧光和比色双模式检测方法操作简单、灵敏度高、结果可视化,并增加了检测的准确度。将本方法应用于人尿液中多巴胺的检测,结果良好。
关键词: 多巴胺, 荧光, 比色, 芬顿反应, 羟基自由基
活体原位电化学检测鼠脑内的过氧化氢和多巴胺
张帅 , 冯涛涛 , 张丽 , 张美宁
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191454
在脑神经系统中,过氧化氢(H2O2)和多巴胺(DA)的同时分析具有重要的意义,但二者的同时实时分析具有很大的挑战。本研究制备了可用于二者同时电化学分析的环盘微电极,中间的碳纤维盘(CFdisk)电极通过电化学沉积选择性地修饰普鲁士蓝(PB),并电聚合聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)保护PB,检测H2O2,金环(Auring)电极检测DA。研究结果表明,此电极对H2O2的线性检测范围为1~29 μmol/L,检出限为0.4 μmol/L;对DA的线性检测范围为0.5~25 μmol/L,检出限为0.18 μmol/L,两电极之间未交叉干扰。采用此电极检测了大鼠脑内的DA和H2O2浓度的变化。本研究为有关H2O2和DA的神经生理和病理的研究提供了新的方法。
关键词: 过氧化氢, 多巴胺, 活体, 微电极, 电化学分析
神经电调控-双模信号检测系统与活体大鼠脑深部核团实验验证
张禹 , 徐声伟 , 何恩慧 , 肖桂花 , 宋轶琳 , 高飞 , 王蜜霞 , 蔡新霞
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191312
深脑核团电刺激(DBS)已成为改善帕金森病人运动障碍的有效治疗手段,然而其确切的治疗机制仍然不明。目前,DBS机制探究系统多由电刺激仪器和信号检测仪器两部分构成,多台实验设备的长期开启易产生操作程序复杂、环境噪声增多和资源浪费等问题。本研究建立了一套综合性实验系统,包括将电刺激功能与神经双模信号检测功能集成的神经电调控-双模信号检测仪器和基于微机电加工技术制备的微电极阵列(MEA)。在体实验前,对经纳米铂黑和Nafion膜修饰的MEA进行体外标定。实验结果表明,1~50 μmol/L多巴胺(DA)溶液与修饰后的电极表面氧化电流值呈良好的线性关系,线性相关系数为0.998。随后,设计并进行了以前脑内侧束为电刺激靶点,纹状体为神经信息检测核团的活体大鼠实验。实验结果表明,纹状体内DA浓度在刺激后迅速上升,最高达2.06 μmol/L,约为刺激前水平的1.57倍;神经元动作电位发放率增加,由刺激前的1.17 Hz上升至6.77 Hz;场电位活动增强,功率由刺激前的0.19 mW上升至0.64 mW。本研究设计并制备的神经电调控-双模信号检测系统实现了电刺激与双模信号检测的功能集成,有望为DBS治疗机制的探究提供有效实验工具。
关键词: 深脑核团电刺激, 微电极阵列, 多巴胺, 神经电生理信号, 神经递质
金纳米电极对多巴胺和5-羟色胺的电化学富集和拉曼光谱检测
杨丹 , 周晶 , 李语静 , 赵锐 , 冯文南 , 何劲 , 王哲 , 杨国程
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191722
对小分子神经递质多巴胺(Dopamine,DA)和5-羟色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)的同时分析和检测是生命科学领域中的研究热点。单一的电化学检测手段难以有效地识别分析物,因此,多模量的同时分析尤为重要。本研究在碳纳米电极(Carbon-nanoelectrode nanopipette,CNE-NP)的基础上,通过电化学反应在其尖端沉积金,构建了一种具有电化学特性和拉曼活性的双功能金纳米电极(Gold-nanoelectrode nanopipette,GNE-NP)。经过交流介电泳(Dielectrophoresis,DEP)富集后,可用于对低浓度的DA和5-HT的检测分析。研究结果表明,此电极实现了两者的电化学响应的增强和区分。此外,引入的银纳米颗粒(AgNPs)作为拉曼增强因子和捕获分析物的纳米颗粒,同样地经过DEP富集方法,使分析物的拉曼信号增强了2个数量级,且能对共混物进行特征峰的区分。将此电极应用于血浆样品分析,可得到富集增强的电化学响应,但电化学响应会受到富集次数的限制。
关键词: 基于纳米孔道的金纳米电极, 多巴胺, 5-羟色胺, 介电泳富集, 表面增强拉曼光谱