1、多巴胺在納米金修飾微玻碳電極上的電化學行為研究張 宏1 金葆康2(1.安徽阜陽師范學院化學系,阜陽 236032; 2.安徽大學化學化工學院,合肥 230039摘 要:用電沉積的方式制備了納米金修飾微玻碳電極,該修飾電極能分開多巴胺和抗壞血酸的氧化峰.研究了溶液p H值、磷酸緩沖溶液濃度對多巴胺電化學行為的影響.多巴胺氧化峰電流值與其濃度在5 10-61 10-4mol/ L范圍內(nèi)成線性關(guān)系.關(guān)鍵詞:納米金; 多巴胺; 微玻碳電極中圖分類號:O651 文獻標識碼:A 文章編號:1004-4329(200401-0016-041 前言多巴胺是人體神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的神經(jīng)遞質(zhì),人類許多疾病(如帕金

2、森氏癥都與其相對濃度有關(guān)1.多巴胺有較強的電化學活性,但用裸電極測量其濃度時,有兩個問題需要解決:一是低的電子轉(zhuǎn)移速率;二是干擾物質(zhì),如抗壞血酸.人們利用Nafion2,3膜、含酸性基團的物質(zhì)4-6制備修飾電極,使上述問題得到改善,但要實現(xiàn)快速測定,膜必需做得非常薄7.近年來,微電極因獨特的性能(如穩(wěn)態(tài)擴散、ir降小、可實現(xiàn)活體檢測等在神經(jīng)遞質(zhì)研究領(lǐng)域取得較快發(fā)展8-10.本文利用納米金良好的生物共容性,制備了納米金修飾微玻碳電極,并研究了多巴胺在該修飾電極上的電化學行為,發(fā)現(xiàn)納米金能明顯改善多巴胺的電子轉(zhuǎn)移速率,并且能將多巴胺和抗壞血酸的氧化峰分開,從而消除了抗壞血酸的干擾.為實現(xiàn)多巴胺的活

3、體檢測提供了可能性.2 實驗部分2.1 儀器與試劑Zeta Sizer3000HS納米粒度測量儀(馬爾文公司,英國;M283電化學系統(tǒng)(PARC,EG&G,美國;微玻碳電極( =10 m,E G&G,美國電化學實驗采用三電極體系,微玻碳電極或納米金修飾電極為工作電極,Ag/ AgCl/3mol/L KCl為參比電極,鉑絲為對電極,文中所有電位均相對于參比電極.HAuCl4(上海試劑廠;鹽酸多巴胺(DA HCl,Fluka,瑞士;抗壞血酸(AA HCl,上海試劑站分裝廠;不同pH值0.1mol/L磷酸緩沖溶液(PBS采用混合不同比例的1mol/L KH2PO4和1mol/L K2HPO4溶液配制

4、,用H3PO4和KOH調(diào)節(jié)pH值;其余試劑均為分析純.DA和AA溶液均用磷酸緩沖溶液配制,配制前磷酸緩沖溶液均用氮氣除氧.實驗過程使用二次石英重蒸水,25 下進行.2.2 納米金溶膠的制備與表征6nm金溶膠按Natan11的方法制備并用Zeta Sizer3000HS納米粒度測量儀進行表征,其粒徑與文獻11報道基本一致.2.3 納米金在微玻碳電極上的修飾將玻碳電極分別在濕潤的金相砂紙(4000#和加有Al2O3粉末(0.05 m的麂皮上拋光成鏡面,二次水收稿日期:2003-10-20基金項目:主要從事電分析化學的教學與研究,安徽省教育廳科研基金資助項目(2001kj185第一作者簡介:張宏(1

5、967-,男,安徽潁上人,碩士,阜陽師院化學系副教授.沖洗,置于金溶膠中,Ag/AgCl 為參比電極,鉑絲為對電極于+1.5V 下保持20min,取出用二次水反復沖洗,得納米金修飾微玻碳電極,記作NG/mGCE,置于PBS 中備用.3 結(jié)果與討論3.1 多巴胺的電化學響應圖1 1 10-3mol/L DA(p H=7.0在裸微玻碳電極(a和納米金修飾電極(b上的單掃描伏安曲線(掃速:5mV/s .圖2 (15 10-4mol/L DA(p H=7.0在NG/mGCE 上不同掃速下的循環(huán)伏安曲線(2和氧化峰電流值與掃速的關(guān)系(掃速: =10,20,30,40,50,60,80,100,120,1

6、40,160mV/s將掃速從10mV/s 改變到160mV/s 分別測繪多巴胺在納米金修飾微玻碳電極上的循環(huán)伏安曲線,如圖2(1,且多巴胺氧化峰電流值與掃速成線性關(guān)系(圖2(2,說明多巴胺在納米金修飾微玻碳電極上的電極過程為吸附過程,與圖1結(jié)論相吻合.利用圖2(2中直線的斜率,根據(jù)公式i p =n 2F 2 vA/4RT 12可算出電極表面的吸附量為 =3.70 10-11mol/c m 2.3.2 pH 值對多巴胺電化學行為的影響分別用不同pH 值的PBS 配制1 10-3mol/L DA 溶液,研究DA 的電化學行為隨pH 值的變化(圖3(1,結(jié)果發(fā)現(xiàn):DA 的峰電位值Ep 隨pH 的增加

7、明顯負移,因為DA 的氧化是脫質(zhì)子的過程,在高pH 值下,氧化過程變得容易.Ep 和pH 的關(guān)系可用下式描述:Ep(mV=590.4-56.9pH,斜率為56.9,說明DA 的氧化為一兩電子兩質(zhì)子的過程.同時峰電流在pH =2.08.0之間隨pH 增加而增大,至pH=8.0時達到最大,隨后,隨pH 值的增大而顯著下降.為保持和人體內(nèi)相同的環(huán)境,以下的實驗均在pH=7.0下進行.17第1期 張宏等:多巴胺在納米金修飾微玻碳電極上的電化學行為研究3.3 PBS 濃度對多巴胺電化學行為的影響圖3 (1不同p H 值下1 10-3mol/L DA 在NG/mGEC 上的循環(huán)伏安曲線(2DA 氧化峰電位

8、值與p H 值的關(guān)系(p H=2,3,4,5,6,7,8,9,104 抗壞血酸共存下多巴胺的電化學響應圖4 5 10-5mol/L DA and5 10-3mol/L AA 的混合溶液在裸微玻碳電極(a和在NG/mGCE(b上的穩(wěn)態(tài)伏安曲線(掃速:50mV/s5 結(jié)論本文研究了神經(jīng)遞質(zhì)-多巴胺在納米金修飾微玻碳電極上的電化學行為,發(fā)現(xiàn)該修飾電極對抗壞血酸的氧化有較強的催化作用,使抗壞血酸的氧化峰電位值有較大負移,和多巴胺的氧化峰分開,從而消除了在測量多巴胺時抗壞血酸的干擾.18阜陽師范學院學報(自然科學版 第21卷參考文獻1 張文,許群,金利通等.過氧化聚吡咯膜修飾電極色譜電化學用于帕金森試驗

9、動物的研究.J.分析化學,2001,29:133.2 鄒明珠,胡樞.Nafion 修飾電極測定血液中的腎上腺素.J.分析化學,1992,20:588.3 方禹之,于雁靈,何品剛.Nafion 修飾電化學活化碳纖維微電極測定去甲腎上腺素.J.分析化學,1995,23:1440.12 董紹俊,車廣禮,謝遠武.M.化學修飾電極,北京:科學出版社,1995:p53.13 張劍榮,楊曦,張祖訓.超微電極研究-電遷移對準穩(wěn)態(tài)線性掃描伏安法的影響.J.高等學校化學學報,1994,15:1454.The Study of Electrochemical Behavior of Dopamine atNano

10、-gold Modified glassy Carbon MicroeletrodeZhang Hong , Jin Bao -kang(1.Department of Chemistry,Fuyang Teachers College,Fuyang ,236032;2.School of Chemistry and Chemical Eng i neering,Anhui Universi ty,Hefei,230039Abstract:The Nano-gold modified glassy carbon microelectrode ,which is prepared by electrodepositi on,can operate the oxidation peak of dopamine and ascorbic acid.Meanwhile the effect of pH value and concen tration of phosphate buffer solution (PBSon the electro -chemical behavior of dopamine is s tudied in this paper.The peak current of dopamine is