【文章內(nèi)容簡介】 光度法、離子色譜法和高效液相色譜法。由于 DA 是一種具有電化學活性的化合物，所以可采用電化學方法檢測其含量。已有文獻報道用化學修飾電極研究 DA 的電化學行為，最近以聚合物及碳材料修飾電極的研究較多。 DA 與酸度的關(guān)系及原理參考報道文獻，可以解釋 DA 在聚溴甲酚綠修飾電極上的電化學行為: 峰 a對應(yīng)于多巴胺氧化為多巴醌(18)，峰 b 是多巴醌的還原峰(19)，其反應(yīng)方程式如下： OHOHH3N OO H3N+2H+2e(18)HOHONH+OO H3N H(19)運用電化學方法研究，因為 DA 的苯環(huán)上連有兩個羥基， 能夠被氧化生成醌后再還原成酚，從而具有電化學活性，可以用電化學方法進行測量。電化多巴胺在聚溴甲酚綠修飾碳糊電極上的電化學行為的研究 7學方法具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點，尤其是電化學型生物傳感器能夠進行活體分析，這一優(yōu)點是其它方法無法比擬的。 溴甲酚綠(BG)的性質(zhì)簡介溴甲酚綠(BG)是一種應(yīng)用較廣泛的蛋白質(zhì)染色劑，屬于酸性三苯甲烷類陰離子染料。溴甲酚綠，作為催化退色反應(yīng)的指示劑，其用量多少決定退色反應(yīng)的靈敏度和分析方法的準確度。機理為溴甲酚綠的內(nèi)酯式結(jié)構(gòu)與醌式結(jié)構(gòu)之間相互轉(zhuǎn)變的電子得失機理。圖15 為溴甲酚綠的結(jié)構(gòu)式，其所含的官能團有OH, Br, SO 3H, =Br CH3 OSO3HBrBrH3C圖 15 溴甲酚綠的結(jié)構(gòu)式BG的合成（110）也可以是：邊攪拌邊將間甲基紫的醋酸溶液慢慢加到溴的醋酸溶液中，溫度不得超過80攝氏度。陜西科技大學畢業(yè)論文 8（110 ） 導電性聚合膜的研究 導電聚合物修飾電極的研究引起了人們的廣泛關(guān)注，這是因為導電聚合物在許多領(lǐng)域，如電催化、傳感器、電池工業(yè)、能量轉(zhuǎn)換與電色顯示以及金屬表面保護等領(lǐng)域均有其廣泛的應(yīng)用前景，對一些導電聚合物膜，如聚亞甲基蘭、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及多種聚苯胺衍生物的電化學特性已經(jīng)進行了大量的研究工作。以染料為單體的制備的修飾電極穩(wěn)定性好、選擇性強、催化活性高。 DA 的測定由于 DA 在固體電極上的過電位較大，利用修飾電極能降低過電位并可增加 DA 的傳質(zhì)速率，通常測定 DA 的方法有分光光度法、離子色譜法和高效液相色譜法。由于 DA 是一種具有電化學活性的化合物，所以可采用電化學方法檢測其含量。在電化學測定方法中，用聚鈣羧酸膜，聚甘氨酸，聚磺基水楊酸，十二烷基苯磺酸鈉，聚氨基乙酸，聚甲基藍，聚熒光素薄膜等測定多巴胺的方法已經(jīng)有文獻報道。本文采用聚溴甲酚綠修飾碳糊電極來研究多巴胺的電化學行為。 DA 的研究現(xiàn)狀韓曉霞等 【17】 運用循環(huán)伏安法(cyclicvoltammetry, CV)、電位階躍計時電流法(chronoamperometry, CA)及電位階躍計時庫侖法( chronocoulometry, CC)法研究了多巴胺(DA)和抗壞血酸 (AA)在裸碳糊(CPE)和 CPB/CPE 上的電化學行為。多巴胺在聚溴甲酚綠修飾碳糊電極上的電化學行為的研究 9魏培海等 【18】 制備了 32 巰丙基三甲氧基硅烷銅/多孔晶形分子篩修飾碳糊電極，研究了多巴胺在該電極上的電化學氧化及溶液 pH 對電化學反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:修飾電極對多巴胺的電化學氧化具有催化作用。劉靜等 【19】 運用聚鈣羧酸膜修飾碳糊電極( PCCA/CPE) 研究對 DA 有良好的電催化效果，DA 呈現(xiàn)出一對準可逆的氧化還原峰，且峰電流與濃度均呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，可實現(xiàn)對 DA 和 UA 的同時測定。王艷玲等 [20]用方波伏安法研究了多巴胺在電聚合甘氨酸膜修飾電極上的電化學行為，該修飾電極對多巴胺的氧化具有明顯的催化作用，氧化峰電位負移，氧化電流明顯增大，使得測定靈敏度顯著提高。通過實驗選擇了最佳聚合時間，最佳 pH 條件，討論了溫度的影響以及反應(yīng)機理。程旺興等 【21】 研究了聚磺基水楊酸修飾玻碳電極的制備及多巴胺在此修飾電極上的電化學行為。在磷酸鹽緩沖溶液中，多巴胺在修飾電極上呈現(xiàn)兩個還原峰和兩個氧化峰。其峰電位隨著 pH 的增加而負移。該修飾電極能有效消除抗壞血酸的干擾，用于注射液中多巴胺的檢測。王宗花等 【22】 利用電聚合方法在石墨烯修飾的玻碳電極表面制備了聚亞甲基藍/ 石墨烯修飾電極(PMB/GH/GCE)。采用循環(huán)伏安法(CV)和差分脈沖伏安法(DPV)研究了多巴胺(DA) 和抗壞血酸(AA) 在該修飾電極上的電化學行為。龍云等 【23】 研究了多巴胺與四氯苯釀間的荷移反應(yīng)條件，測得絡(luò)合物組成比為 1/1，摩爾吸光系數(shù)為 。陳剛等 【24】 研究了聚甲苯胺藍修飾的玻碳電極的制備及其對多巴胺和抗壞血酸的電催化作用。由于多巴胺和抗壞血酸在該修飾電極的氧化還原電位相差約 0. 190 V( vs SCE) ，在同一溶液中，兩者無需分離可以分別檢出而互不干擾。姚軍等 【25】 制備了聚溴甲酚綠修飾玻碳電極(PBG/GCE/CME)，用循環(huán)伏安法(CV) 、線性單掃描伏安法(LSV)、計時電量法(CC)、計時電流法(CA)等研究了核酸堿基鳥嘌呤(Gua)在 PBG/GCE/CME 上的電化學行為及其動力學性質(zhì)。姚軍等，應(yīng)用循環(huán)伏安法、線性電位掃描法研究鹽酸吡哆辛(VB6)在聚溴甲酚綠修飾電極上的電化學特性。在 pH=4 HAcNaAc 緩沖溶液， 0. 7~1. 2 V 電位區(qū)間，鹽酸吡哆辛在聚溴甲酚綠電極有一不可逆氧化峰(0. 978 V)，轉(zhuǎn)移電子數(shù) n 為 1，質(zhì)子數(shù) m 為 1。萬其進等，聚溴甲酚綠膜修飾電極示差脈沖溶出伏安法測定葉酸，利用染料修飾電極采用示差脈沖溶出伏安法測定葉酸，具有簡便快速、靈敏度高、線性范圍寬、精密度高等特點。聚溴甲酚綠膜修飾電極對葉酸具有明顯的電催化還原作用，而且葉酸的還原峰電流與其濃度有良好的線性關(guān)系，可以實現(xiàn)對葉陜西科技大學畢業(yè)論文 10酸的定量測定。以上綜述，聚合物修飾電極的應(yīng)用越來越普遍，其獨特的選擇性和高的靈敏度以為我們的研究帶來了許多方便，本文運用聚溴甲酚綠修飾碳糊電極來研究多巴胺的電化學活性。 課題的意義和目的首先，電化學反應(yīng)一般是在電極表面附近進行的，因此電極表面性能的優(yōu)劣是一重要因素，如何改善現(xiàn)有電極的表面性能，使電極賦予所期望的性能，是我們研究的一個課題。通過共價鍵和、吸附、聚合等手段，有目的的將具有功能性的物質(zhì)引入到電極表面，使電極賦予新的功能，本文著重研究聚合手段下的化學修飾電極。其次，多巴胺用途廣泛，盡管目前圍繞多巴胺的測定研究有了一定的基礎(chǔ)，然而對于多巴胺電催化氧化過程的研究卻不是很多、很深入，氧化機理也沒有一個定論，因而也適合做理論探究。 本課題的創(chuàng)新點及難點創(chuàng)新點：（1）使用聚溴甲酚綠修飾碳糊電極，為化學修飾碳糊電極探索了新的修飾劑。（2）用化學修飾碳糊電極來電催化氧化多巴胺，為多巴胺的電催化氧化過程，探索了新的電極。（3）在測定多巴胺（DA）過程中，使用了快速掃描循環(huán)伏安法(cyclicvoltammetry, CV)，方波伏安法(SWV)，其測定結(jié)果中靈敏度有了更進一步的提高。難點：（1）本實驗中重現(xiàn)性及穩(wěn)定性較差，需采用多種方法做比較。（2）本實驗測在實際中多巴胺時其受干擾的物質(zhì)較多，需要采取多種方法才能減小誤差。多巴胺在聚溴甲酚綠修飾碳糊電極上的電化學行為的研究 112 實驗部分 實驗方法與藥品 儀器及試劑LK98BII 型微機電化學分析系統(tǒng)(天津市蘭力科化學電子高技術(shù)有限公司)，三電極系統(tǒng)：修飾碳糊電極為工作電極(自制)，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，Pt 為輔助電極。鹽酸多巴胺試劑（Dopamine, DA，上海禾豐制藥有限公司） ，溴甲酚綠（Bromocresol green,BG，天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心） ，Britton Robinson緩沖溶液（BR，由三酸和NaOH配制），ClarkLubs緩沖溶液（CL，由NaOH、 KH2PO4配制），磷酸鹽緩沖溶液（PB，由 KH2PONa 2HPO4配制），其他試劑均為優(yōu)級純，實驗用水均為二次去離子水，實驗在室溫下進行。 溴甲酚綠（BG）溶液的配制 ，用無水乙醇溶解，稀釋至100ml的容量瓶中，最終得到110 2mol／L的標準溶液。 碳糊電極（CPE ）的制備稱取一定比例（4:1）的石墨粉和甲基硅油，在研缽中混合均勻至糊狀。取內(nèi)徑3 mm 塑料膠管，在塑料膠管的一端內(nèi)填入碳糊，壓實，重復(fù)此填裝過程數(shù)次，使得在壓實狀態(tài)下的填裝高度約為4～5 cm，在電極的另一端插入銅絲做為導線。需要更新電極表面時，將碳糊擠出1～2 mm并除去，在拋光紙上拋光，實驗時碳糊電極表面預(yù)先在稱量紙上拋光后使用。測定前需將電極插入空白緩沖液中，在－～ V電位區(qū)間用循環(huán)掃描伏安法 Vs 1掃速掃描數(shù)圈，以消除背景電流。 聚溴甲酚綠修飾電極的制備方法將制備好的碳糊電極，使用前插入空白緩沖液（如CL緩沖液），在～ Vs 1掃速掃描數(shù)圈，沖洗干凈后待用。將預(yù)處理好的碳糊電極浸入含110 3molL1的BG + 1102 molL1 KNO3的支持電解質(zhì)溶液中，～ V電位范圍內(nèi)，以 50 mVs1的掃速循環(huán)掃描50周，取出電極，用蒸餾水沖洗，在空氣中晾干，即得到電極表面有一層聚合物薄膜，此電極即為聚溴甲酚綠（BG）修飾碳糊電極。陜西科技大學畢業(yè)論文 12 多巴胺（DA）電化學行為測定的實驗方法采用 中聚溴甲酚綠(PBG)修飾碳糊電極的制備方法制作出修飾電極后，將 PBG/CPE ～ V 的電位范圍內(nèi)用循環(huán)伏安法表征，測定多巴胺前，先將修飾電極置于 5 ml ClarkLubs 緩沖溶液中，～ 區(qū)間以50 mVs1 循環(huán)掃描至穩(wěn)定。 實驗以裸碳糊電極（CPE）或聚溴甲酚綠修飾碳糊電極（PBG/CPE）為工作電極（WE），鉑電極為輔助電極(CE) ，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極(RE)，在含有一定濃度 DA 的 PB 緩沖溶液（pH=）中，～ V 的電位范圍內(nèi)，進行循環(huán)伏安掃描（CV）等測定，記錄相應(yīng)的電位電流曲線。并將實驗所得數(shù)據(jù)通過相關(guān)軟件處理，借以進一步推測多巴胺電催化氧化機理。每次測定后，將電極置于空白緩沖底液中進行 CV 掃描直至電流電位曲線無明顯峰出現(xiàn)，即認為已恢復(fù)了電極活性，可再次使用。 實驗方法用移液管移取 1mL 多巴胺于 10mL 具塞試管中，再用移液管移取 5mL 緩沖溶液，加水至 10mL，震蕩，倒入電解池中。在電解池中插入電極，以一定 ～ 電位范圍內(nèi)進行線性伏安掃描，記錄峰電位 Epa 和峰電流Ipa。每次測定后需更新電極表面。 實驗內(nèi)容 電化學行為的研究（1）用 KNO3 表征碳糊電極：用循環(huán)伏安法研究以 KNO3 為支持電解質(zhì)溶液在聚溴甲酚綠修飾電極上的電化學行為，并用適當電化學方法比較 KNO3 分別在聚合前空掃和聚合后在電極上的電化學響應(yīng)。（2）用 K4Fe(CN)6 表征碳糊電極：用循環(huán)伏安法研究 K4Fe(CN)6 在聚溴甲酚綠修飾碳糊電極上的電化學行為，并用適當電化學方法比較 K4Fe(CN)6 分別在裸碳糊電極和修飾電極上的電化學響應(yīng)。 支持電解液的選擇用循環(huán)伏安法研究多巴胺在以 KNO3 為支持電解質(zhì)溶液在聚溴甲酚綠修飾電極上的電化學行為，并用適當電化學方法比較多巴胺在以 KCl 為支持電解質(zhì)溶液在修飾電極上的電化學響應(yīng)。 溴甲酚綠在碳糊電極上的電化學聚合多巴胺在聚溴甲酚綠修飾碳糊電極上的電化學行為的研究 13（1）初始電位的選擇運用循環(huán)伏安法，選擇不同的電位窗口（～ 、～、～ ），對聚合電極在選定電位下聚合，再對多巴胺的電化學響應(yīng)進行研究，選擇測定DA 時峰電流最大且峰形最好的電位窗口作為初始電位。（2）聚合圈數(shù)的選擇運用循環(huán)伏安法，選擇不同的聚合圈數(shù)（40，50，60，70）對聚合電極在選定圈數(shù)下聚合，再對多巴胺的電化學響應(yīng)進行研究，選擇測定DA時峰電流