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L―半胱氨酸自组装电极检测多巴胺及过氧化氢实验探究 　　摘 要：化学修饰实现可实现对电极的自主化设计，提高电极作为分析敏感元件的选择性和灵敏度。实验采用循环伏安法，研究多巴胺和过氧化氢在L-半胱氨酸修饰电极上的电化学行为，并对修饰电极的性能进行了检测。结果显示，L-半胱氨酸修饰电极对多巴胺具有良好的线性响应，且微量过氧化氢加入会显著增强多巴胺在电极表面的电化学响应，此电极具有选择性好、灵敏度高、稳定性好、操作简单等优点，在实际应用领域有很好的前景 关键词：化学修饰电极；循环伏安法；电化学行为；多巴胺；过氧化氢 引言 多巴胺（Dopamine，DA）作为一种神经递质，它的功能是帮助细胞传导神经兴奋，它是由脑内分泌的[1]。多巴胺自身浓度的改变，会影响到垂体内的分泌机能，并且多巴胺参与多项神经活动，可影响一个人的神经系统，与人体健康息息相关。多巴胺的含量变化将引发很多疾病，尤其是神经系统方面的疾病[2-3]，比如：精神分裂症、帕金森症等疾病 过氧化氢是一种重要的无机化工产品，在医药行业、食品卫生等多个工业领域中均有广泛应用。一旦人体食用过氧化氢可能会刺激胃肠粘膜导致胃肠道损伤及胃肠道疾病，也可能导致人体遗传物质DNA损伤及基因突变，与各种病变的发生关系密切，长期食用危险性巨大[4]。而且作为强氧化剂可能通过损耗体内抗氧化物质，使机体抗氧化能力低下，抵抗力下降，进一步导致各种疾病。因此对过氧化氢进行检测是十分必要的 本项目采用L-半胱氨酸修饰玻碳电极，并以铁氰化钾为电化学探针，通过循环伏安法对传感器的电化学特征作表征，研究这种新型传感器的电化学特征。以此来测定多巴胺和过氧化氢的含量[5]。比较此种传感器对于两种物质的检测效果。得到更简单、更快速、更灵敏的电化学检测方法 1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 （1）仪器：CHI440A电化学工作站（上海辰华仪器公司），采用三电极系统：玻碳电极（工作电极）、饱和甘汞电极（参比电极）、铂丝电极（对电极）。超声波清洗器，磁力加热搅拌器，电子分析天平 （2）试剂：盐酸多巴胺、L-半胱氨酸、30%过氧化氢、无水乙醇、氢氧化钠、冰醋酸、磷酸、蒸馏水、Na2HPO4和KH2PO4。试剂均为分析纯 1.2 实验过程 （1）修饰电极的制备：实验采用三电极系统：玻碳电极作为工作电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，铂丝电极作为辅助电极。玻碳电极依次用0.1mol/L硫酸、无水乙醇和蒸馏水超声清洗，分别清洗20分钟。Ag/AgCl电极和铂电极分别用无水乙醇、超纯水进行超声波清洗20min，干燥备用。以经过预处理的玻碳电极为工作电极，铂丝电极为辅助电极，Ag/AgCl电极为参比电极，放入配制好的0.01mol/L的L-半胱氨酸溶液中，在-0.6～2.4V之间，以110mV/s的扫速循环扫描20圈，然后从溶液张总取出，用二次水反复冲洗，即制得L-半胱氨酸修饰玻碳电极 （2）实验方法：将多巴胺和过氧化氢分为多个浓度梯度，用修饰电极进行循环伏安法扫描，先对扫描速度、底液pH、缓冲溶液等条件中选出最优条件，再进行各个浓度梯度的扫描，表征出多巴胺和过氧化氢的线性范围和检出限，从而得出其各自的线性回归方程，对其进行多次的重复测量，得出其相对标准差。最后测试干扰物质的影响 2 结果和讨论 2.1 扫描速度对L-半胱氨酸修饰电极上峰电流、峰电位的影响 L-半胱氨酸修饰电极作为工作电极，分别以50、80、100、120、150mV/s的扫速，在1×10-3mol/L多巴胺溶液（pH=6.8）中，扫描电位为0.6～0.2V间，记录不同扫描速度下的循环伏安图，结果如图1所示 由图可知，扫速不断增大的过程中，峰电流随之增强，将各个扫速的峰电流进行线性拟合，得到线性回归方程为Ip=0.0119X+0.9894，R2=0.9450 图2为修饰电极在30mmol/L H2O2溶液中分别以4、16、36、64、100mV/s的扫速，扫描电位为350～50mV间，记录不同扫速下的循环伏安图曲线的提取结果。可以看出扫速与氧化峰电流确实存在正相关，说明扫速对电极性能由明显的影响 2.2 pH对氧化峰电流影响 选取pH值为5、6、7、8四个梯度的PBS溶液为变量，分别用于多巴胺和过氧化氢的测量，多巴胺的循环伏安结果如图3 可知当pH为6时，峰电流最大，由此得出测量多巴胺溶液的PBS最适的pH为6。同样的方法得出过氧化氢测量最适的pH为7 2.3 不同缓冲液对实验的影响 分别在两种溶液中，测定了修饰电极分别在PBS缓冲体系和HAc-NaAc缓冲体系中的伏安曲线，多巴胺的测量结果如图4 结果表明，两种物质分别在两种缓冲体系中均有电化学响应，但是在