本發(fā)明涉及一種用作雌激素電化學(xué)檢測(cè)的石墨烯/有序介孔碳修飾碳糊電極的制備方法及其應(yīng)用；屬于電化學(xué)分析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
天然雌激素，又叫內(nèi)源性雌激素，是一種由脊椎動(dòng)物的卵巢、睪丸、胎盤或腎上腺皮質(zhì)所產(chǎn)生的十八碳固醇類激素，但其主要來(lái)源是由卵巢合成分泌。天然雌激素主要包括雌酮(Estrone,E1)、雌二醇(Estradiol,E2)和雌三醇(Estroil,E3)等，后二者是前者的代謝產(chǎn)物，三者中以雌二醇的活性最高，它們的活性比例為100:10:3，在卵泡液中占全部活性的90%。天然雌激素的生理作用除了促進(jìn)和維持女性生殖器官和第二性征外，而且對(duì)女性體內(nèi)的其他組織器官系統(tǒng)，比如心血管系統(tǒng)、骨骼、泌尿系統(tǒng)等也有顯著影響。作為一種內(nèi)分泌干擾物的一種，可以干擾體內(nèi)正常內(nèi)分泌物質(zhì)的合成、釋放、運(yùn)輸、結(jié)合、代謝，激活或者抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能。女性的身體健康狀況是與其體內(nèi)天然雌激素的濃度含量和變化范圍緊密相連的，因此準(zhǔn)確測(cè)定血清中天然雌激素的濃度對(duì)女性生理健康狀況的判斷、疾病的診斷和藥效研究具有重要意義。目前，由于天然雌激素的分析方法電化學(xué)方法具備經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快速等特點(diǎn)，電化學(xué)分析法受到了廣泛關(guān)注。有序介孔碳是近幾年發(fā)現(xiàn)的一種新型的非硅基介孔材料。它具有比表面積大(可高達(dá)2500m2g?1)、孔體積大(2.25cm3g?1)、孔尺寸可調(diào)、導(dǎo)電性好、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、化學(xué)惰性良好等特點(diǎn)，當(dāng)其用作修飾電極材料時(shí)，可大大改善修飾電極的電化學(xué)活性及生物兼容性，介孔碳材料修飾電極對(duì)多種電活性物質(zhì)都展現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)活性。介孔碳本身具有電催化性能，可以加速電子轉(zhuǎn)移速度，對(duì)某些物質(zhì)具有非常高的檢測(cè)靈敏度、特殊的選擇性、很好的穩(wěn)定性，可以降低過(guò)電位，增加峰電流，改善分析性能。石墨作為一種天然的層狀材料，具有來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。石墨烯是已知材料中最薄的一種，是人類已知強(qiáng)度最高的物質(zhì)，比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。石墨烯碳原子緊密堆積形成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，由單一碳原子緊密排列組成的碳材料，具有超大的比表面積以及優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。石墨烯是一種理想的生物傳感材料，具有廉價(jià)、環(huán)境友好、生物兼容性以及活性基團(tuán)均勻分布等優(yōu)點(diǎn)。由于介孔碳其孔壁上具有較少的官能團(tuán)，很難實(shí)現(xiàn)功能化而負(fù)載生物分子，通常是使用氧化劑來(lái)增加其表面官能團(tuán)的數(shù)量，但是其氧化過(guò)程容易使其結(jié)構(gòu)的有序性遭到破壞。有序介孔碳和石墨烯這兩種碳納米材料均可采用電沉積的方式修飾到電極表面，具有良好電子導(dǎo)電性、卓越機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的生物相容性的石墨烯與介孔碳的復(fù)合得到的修飾膜可避免上述缺點(diǎn)，可以用來(lái)提高介孔碳的導(dǎo)電性，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使電極材料具有良好的電化學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明涉及一種用作雌激素電化學(xué)檢測(cè)的石墨烯/有序介孔碳修飾碳糊電極的制備方法及其應(yīng)用本發(fā)明一種用作雌激素電化學(xué)檢測(cè)的修飾碳糊電極的制備方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟：a.碳糊電極的制備：將導(dǎo)電性的石墨粉和憎水性的粘合劑石蠟油按適當(dāng)?shù)谋壤浞只旌暇鶆蛑梁隣?，將該糊狀物壓入適當(dāng)直徑的玻璃管內(nèi)，另一端與導(dǎo)線相連，緊密填實(shí)，同時(shí)將碳糊電極在稱量紙上磨平后備用，即制得碳糊電極；b.石墨烯與有序介孔碳溶液的配制：使用電子精密天平稱量石墨烯和有序介孔碳各1mg分別置于10ml容量瓶中，分別以0.1molL?1的磷酸鹽緩沖溶液(pH7.0)定容，超聲30分鐘后待用；c.碳糊修飾電極的制備：將制備好的碳糊電極放入于有序介孔碳溶液中，在?0.2~0.8V的電位窗口中循環(huán)伏安法掃描20段，待有序介孔碳在碳糊電極上沉積完成；電極頭用二次蒸餾水淋洗干凈后再插入裝有石墨烯的燒杯中，掃描段數(shù)設(shè)為10段，其他參數(shù)不變下進(jìn)行沉積；將修飾好的電極放入磷酸鹽緩沖溶液(pH7.4)中掃穩(wěn)定；參數(shù)設(shè)定如下：初始電位0.2V，高電位0.9V，低電位0.2V，靈敏度10?4，掃描段數(shù)可多設(shè)幾段直至穩(wěn)定。一種作為雌激素電化學(xué)檢測(cè)傳感器的石墨烯/有序介孔碳修飾碳糊電極的用途及使用方法，其用途是：所述修飾碳糊電極可直接用于雌激素濃度的電化學(xué)測(cè)定；使用方法即測(cè)定方法如下：將石墨烯/有序介孔碳修飾的碳糊電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極、鉑片電極作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；電化學(xué)測(cè)定時(shí)，將所述修飾電極放置在以恒定速率攪拌的、pH=7.4的磷酸鹽緩沖溶液中；在0.2~0.9V電位窗口中循環(huán)伏安法掃描至圖形穩(wěn)定后，研究雌激素在石墨烯/有序介孔碳修飾電極表面的電化學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)制得的修飾電極對(duì)三種雌激素的電化學(xué)氧化均有較好的催化作用。因?yàn)榇贫嫉幕钚宰罡?，即以雌二醇為代表，使用差示脈沖伏安法測(cè)量了雌二醇在不同濃度下的峰電流值。在濃度5.0×10?9到2.0×10?6molL-1范圍內(nèi)，得到電流與雌二醇濃度的線性關(guān)系曲線，最低檢出限在2.0×10?9molL-1，其線性相關(guān)系數(shù)r=0.9905，利用該線性關(guān)系曲線及相應(yīng)的線性方程，可用它測(cè)定雌二醇溶液試樣的濃度。本發(fā)明中的修飾電極是一種新型的電化學(xué)傳感器，其制備方法簡(jiǎn)單、快速、易操作，修飾條件溫和，能直接用于雌激素的快速電化學(xué)測(cè)定。利用石墨烯/有序介孔碳修飾的電極對(duì)三種雌激素的氧化催化能高、穩(wěn)定性好，并且對(duì)雌激素的檢測(cè)靈敏度高。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明中石墨烯/有序介孔碳修飾電極的掃描電鏡表征圖。圖2為本發(fā)明中不同濃度的雌二醇在石墨烯/有序介孔碳修飾碳糊電極上差示脈沖伏安圖中的氧化峰電流與濃度的線性關(guān)系圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例1本實(shí)施例中的制備過(guò)程和步驟如下：（1）碳糊電極的制備：將導(dǎo)電性的石墨粉和憎水性的粘合劑石蠟油按適當(dāng)?shù)谋壤浞只旌暇鶆蛑梁隣睿瑢⒃摵隣钗飰喝脒m當(dāng)直徑的玻璃管內(nèi)，另一端與導(dǎo)線相連，緊密填實(shí)，同時(shí)將碳糊電極在稱量紙上磨平后備用，即制得碳糊電極；（2）碳糊電極修飾劑的配制：使用電子精密天平稱量石墨烯和有序介孔碳各1mg分別置于10ml容量瓶中，分別以0.1molL?1的磷酸鹽緩沖溶液(pH7.0)定容，超聲30分鐘后待用；（3）碳糊修飾電極的制備：將制備好的碳糊電極放入于有序介孔碳溶液中，在?0.2~0.8V的電位窗口中循環(huán)伏安法掃描20段，待有序介孔碳在碳糊電極上沉積完成；電極頭用二次蒸餾水淋洗干凈后再插入裝有石墨烯的燒杯中，掃描段數(shù)設(shè)為10段，其他參數(shù)不變下進(jìn)行沉積；將修飾好的電極放入磷酸鹽緩沖溶液(pH7.4)中掃穩(wěn)定；參數(shù)設(shè)定如下：初始電位0.2V，高電位0.9V，低電位0.2V，靈敏度10?4，掃描段數(shù)可多設(shè)幾段直至穩(wěn)定。石墨烯/有序介孔碳修飾碳糊電極用作天然雌激素溶液濃度的電化學(xué)測(cè)定方法的過(guò)程如下：將石墨烯/有序介孔碳修飾的碳糊電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極、鉑片電極作為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；電化學(xué)測(cè)定時(shí)，將所述修飾電極放置在以恒定速率攪拌的、pH=7.4的磷酸鹽緩沖溶液中；在0.2~0.9V電位窗口中循環(huán)伏安法掃描至圖形穩(wěn)定后，研究雌激素在石墨烯/有序介孔碳修飾電極表面的電化學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)制得的修飾電極對(duì)三種雌激素的電化學(xué)氧化均有較好的催化作用。因?yàn)榇贫嫉幕钚宰罡?，即以雌二醇為代表，使用差示脈沖伏安法測(cè)量了雌二醇在不同濃度下的峰電流值。在濃度5.0×10?9到2.0×10?6molL?1范圍內(nèi)，得到電流與雌二醇濃度的線性關(guān)系曲線，最低檢出限在2.0×10?9molL?1，其線性相關(guān)系數(shù)r=0.9905，利用該線性關(guān)系曲線及相應(yīng)的線性方程，可用它測(cè)定雌二醇溶液試樣的濃度。作為雌激素傳感器的修飾碳糊電極的表征通過(guò)掃描電鏡可以觀察石墨烯/有序介孔碳修飾碳糊電極的表面形態(tài)，如圖1所示。從圖中可以看出，采用電沉積方式可將介孔碳修飾在裸電極表面，其碳骨架的尺寸在納米級(jí)。繼續(xù)聚合的石墨烯呈膜狀并均勻的包覆在有序介孔碳表面。這種石墨烯覆蓋在有序介孔碳表層的結(jié)構(gòu)能夠提高電極的導(dǎo)電性，從而導(dǎo)致傳感器產(chǎn)生好的電流響應(yīng)。電化學(xué)測(cè)定在最佳測(cè)試條件下，石墨烯/有序介孔碳修飾的碳糊電極對(duì)不同濃度雌二醇的氧化峰電流值如圖2所示。由圖可見(jiàn)，E2的氧化峰電流(Ip)與其濃度C在0.01~2μM范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系。隨著雌二醇濃度的增加，傳感器對(duì)雌二醇的電流響應(yīng)逐漸增大，在0.05~2μM范圍內(nèi)，電流強(qiáng)度與雌二醇濃度成線性關(guān)系。本發(fā)明方法制備的電極，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性良好好。且對(duì)于可能存在的無(wú)機(jī)金屬離子及有機(jī)物質(zhì)，如Na+、Mg2+、K+、Ca2+、Cl–、Ac–、SO42–、PO43–、葡萄糖和蔗糖、多巴胺、尿酸、抗壞血酸、亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸和苯酚的衍生物，并不會(huì)測(cè)定產(chǎn)生干擾，專一性好。