一种检测肾上腺素复合敏感膜电化学传感器的制备方法技术领域
本发明涉及一种检测肾上腺素复合敏感膜电化学传感器的制备，属于电化学、分
析化学技术领域。
背景技术
肾上腺素是肾上腺髓质的主要激素，当经历兴奋、紧张、恐惧等刺激能够分泌肾上
腺素。肾上腺素能使心肌收缩加强、兴奋性增高，传导性加速，心输出量增多。它对全身各部
分血管的作用，不仅有强弱的不同，而且还有收缩力或舒张的不同。它通过心血管的调解、
新陈的代谢、内脏的运动等来维持人体内部的动态平衡和对急性、慢性压力的反馈。一方
面，它可使心脏的血管收缩，心脑活动加强，血压急剧上升；另一方面，它是促进代谢的重要
激素，能加强肝糖原的分解，迅速地升高血糖，提高机体应付意外情况的能力。检测人体肾
上腺素及其代谢产物的浓度，可以为药物分析和临床提供参考，因此，探索快速、方便、灵敏
的检测肾上腺素的方法具有重要意义。
正常情况下，血浆、尿液中肾上腺素的浓度非常低，血浆中，肾上腺素在6.0×10-10
mol/L之下，尿液中一般在1×10-7mol/L之下。由于样品前处理很复杂而且检测仪器灵敏度
有限制，对肾上腺素的检测往往难以满足临床诊断及基础研究的需要。测定肾上腺素的方
法主要有荧光法、高效液相色谱法、化学发光法和电化学法等。因为儿茶酚胺类化合物少有
发光基团，所以光谱法的测量需要进行衍生化的操作；高效液相色谱法对样品的前处理要
求很高而且价格昂贵；电化学法具有灵敏度高、成本低等优点，所以近来电化学法检测肾上
腺素倍受人们的关注。
专利号为201110344680公开了一种利用十二烷基苯磺酸钠/萘酚修饰碳糊准微电
极的制备以及将其作为电化学传感器用于检测肾上腺素。该方法检出限较高，线性范围窄，
很难对痕量肾上腺素实现有效检测。专利号为200610019708公开了一种光纤生物传感器及
复合敏感膜的制备并用于检测肾上腺素，该光纤生物传感器设备复杂，操作繁琐，不能实现
快速检测。
石墨烯与碳纳米管结合的碳材料有优良的电子传递性能和良好的化学稳定性被
广泛应用于传感器领域，表面负载纳米金的二氧化钛纳米簇能够有效的降低肾上腺素在电
极表面的氧化过电位，增加反应位点，提高反应速率进而增大电化学响应信号。将二氧化
钛-金纳米簇与碳材料结合能够充分利用各自的优点提高检测肾上腺素的灵敏度。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于石墨烯复合敏感膜的制备方法，使其具有高
效、快速、灵敏等特点；
本发明的目的之二在于提供一种检测肾上腺素复合敏感膜电化学传感器的制备方法，
构建的敏感膜电化学传感器对肾上腺素的检测具有高灵敏、低检出限、简单方便。
本发明的基于石墨烯复合敏感膜的制备的技术方案，具体包括以下步骤：
取10~20mL1.0mg·mL-1氧化石墨烯水溶液与10~15mL1.0mg·mL-1酸性碳纳米管
悬浊液均匀混合，超声处理2h，随后，加入20~30mg硼氢化钠，剧烈搅拌5min后，130?C
加热回流3h。得到的产物离心水洗，30?C干燥得产物rGO/CNTs；
取5~10mg二氧化钛纳米粒子均匀分散在200mL超纯水中，超声10min，加入15~20
mL0.1M的柠檬酸钠，磁力搅拌并缓缓加入0.5~1.0mL0.1M的盐酸羟胺溶液，随后加入1.0
~2.0mL1%的氯金酸溶液，搅拌过夜，当溶液颜色变为橙色，离心并水洗数次得TiO2-Au纳
米簇；
取0.1~0.2grGO/CNTs和10~20mgTiO2-Au纳米簇均匀分散于100mL超纯水中，磁力
搅拌30min后，超声处理1h，静置离心分离，得产物rGO/CNTs/TiO2-Au。
本发明的一种检测肾上腺素复合敏感膜电化学传感器的制备方法，具体包括以下
步骤：
（1）依次用1.0μm、0.3μm、0.05μm的Al2O3抛光粉打磨直径为3mm的玻碳电极(GCE)，
分别在乙醇和超纯水中超声清洗2~3min，氮气吹干；
（2）将rGO/CNTs/TiO2-Au复合物20~30mg分散在1~2mL0.4~0.6%的壳聚糖溶液中，
超声40min后。将复合物的分散液滴涂到电极表面，即构成敏感膜电化学传感器(rGO/
CNTs/TiO2-Au/GCE)；
（3）以rGO/CNTs/TiO2-Au/GCE为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极。
在含有20mLpH7.0的PBS溶液的电解池中利用差分脉冲伏安法检测肾上腺素，根据所得
的峰电流值和肾上腺素浓度呈线性关系，绘制工作曲线。
本发明的有益成果：
(1)本发明制备的敏感膜复合物充分利用了石墨烯巨大比表面积、优异的导电性能和
碳纳米管快速的电子传递性能以及二氧化钛-金纳米簇的良好导电性能和电催化性能，增
强了敏感膜的导电性能和检测灵敏度；
(2)基于石墨烯复合敏感膜构建的电化学传感器，具有优异的导电性能、高灵敏性可
以实现对肾上腺素的简单、快速、高灵敏的检测。线性范围为1.0~300nM，检出限为0.34
nM。
附图说明：
图1所示为不同浓度肾上腺素的相对峰电流与其浓度的线性关系图；其中插图为肾上
腺素的电化学响应DPV图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例，该
领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例1
基于石墨烯复合敏感膜的制备：取10mL1.0mg·mL-1氧化石墨烯水溶液与10mL
1.0mg·mL-1酸性碳纳米管悬浊液均匀混合，超声处理2h，随后，加入20mg硼氢化钠，剧
烈搅拌5min后，130?C加热回流3h。得到的产物离心水洗，30?C干燥得产物rGO/CNTs；
取5mg二氧化钛纳米粒子均匀分散在200mL超纯水中，超声10min，加入15mL0.1M
的柠檬酸钠，磁力搅拌并缓缓加入0.5mL0.1M的盐酸羟胺溶液，随后加入1.0mL1%的氯
金酸溶液，搅拌过夜，当溶液颜色变为橙色，离心并水洗数次得TiO2-Au纳米簇；
取0.1grGO/CNTs和10mgTiO2-Au纳米簇均匀分散于100mL超纯水中，磁力搅拌30
min后，超声处理1h，静置离心分离，得产物rGO/CNTs/TiO2-Au；
复合敏感膜电化学传感器的制备：抛光玻碳电极(GCE)，用乙醇和超纯水清洗，氮气吹
干；将制得的复合敏感膜20mg分散在1mL0.5%的壳聚糖溶液中，随后将敏感膜的分散液
滴涂到电极表面，获得复合敏感膜电化学传感器。
实施例2
基于石墨烯复合敏感膜的制备：取20mL1.0mg·mL-1氧化石墨烯水溶液与15mL1.0
mg·mL-1酸性碳纳米管悬浊液均匀混合，超声处理2h，随后，加入30mg硼氢化钠，剧烈搅
拌5min后，130?C加热回流3h。得到的产物离心水洗，30?C干燥得产物rGO/CNTs；
取10mg二氧化钛纳米粒子均匀分散在150mL超纯水中，超声10min，加入20mL
0.1M的柠檬酸钠，磁力搅拌并缓缓加入1.0mL0.1M的盐酸羟胺溶液，随后加入2.0mL1%
的氯金酸溶液，搅拌过夜，当溶液颜色变为橙色，离心并水洗数次得TiO2-Au纳米簇；
取0.15grGO/CNTs和20mgTiO2-Au纳米簇均匀分散于100mL超纯水中，磁力搅拌30
min后，超声处理1h，静置离心分离，得产物rGO/CNTs/TiO2-Au；
复合敏感膜电化学传感器的制备：抛光玻碳电极(GCE)，用乙醇和超纯水清洗，氮气吹
干；将制得的复合敏感膜20mg分散在1mL0.5%的壳聚糖溶液中，随后将敏感膜的分散液
滴涂到电极表面，获得复合敏感膜电化学传感器。
实施例3
基于石墨烯复合敏感膜电化学传感器对尿液样品中肾上腺素含量的检测：
以修饰电极rGO/CNTs/TiO2-Au/GCE为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对
电极；在0.0～0.7V电位范围内对不同浓度的肾上腺素标准溶液样品进行差分脉冲扫描，
根据峰电流值和肾上腺素浓度的关系，绘制工作曲线，线性范围为1.0～300nM，线性方程
为ΔIp=0.5533+0.0313c，c是浓度，单位是nM，峰电流Ip单位是μA，检出限为0.34nM；
尿液样品中肾上腺素含量的检测：以修饰电极rGO/CNTs/TiO2-Au/GCE为工作电极，Ag/
AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极；在0.0～0.7V电位范围内对样品进行差分脉冲扫
描，记录示差脉冲伏安图，测量峰电流值，根据线性方程，可获得尿液样品中肾上腺素的含
量。
实施例4
基于石墨烯复合敏感膜电化学传感器对肾上腺素注射液样品中肾上腺素含量的检测：
以修饰电极rGO/CNTs/TiO2-Au/GCE为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对
电极；在0.0～0.7V电位范围内对不同浓度的肾上腺素标准溶液样品进行差分脉冲扫描，
根据峰电流值和肾上腺素浓度的关系，绘制工作曲线，线性范围为1.0～300nM，线性方程
为ΔIp=0.5533+0.0313c，c是浓度，单位是nM，峰电流Ip单位是μA，检出限为0.34nM；
肾上腺素注射液样品中肾上腺素含量的检测：以修饰电极rGO/CNTs/TiO2-Au/GCE为工
作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极；在0.0～0.7V电位范围内对样品进行
差分脉冲扫描，记录示差脉冲伏安图，测量峰电流值，根据线性方程，可获得肾上腺素注射
液样品中肾上腺素的含量。