電化學(xué)傳感器因其檢測(cè)快速、操作簡(jiǎn)便及選擇性高等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。然而，在實(shí)際樣品檢測(cè)中，電化學(xué)傳感器表面經(jīng)常受到污染，尤其是在復(fù)雜的生物流體(如血液、血清)中，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)可能會(huì)不可逆地吸附在電極上，使其表面部分失活，同時(shí)其他共存的電活性小分子也可能干擾目標(biāo)信號(hào)，這嚴(yán)重影響了傳感器在復(fù)雜樣品中檢測(cè)的靈敏度、穩(wěn)定性及重復(fù)性。由于不可逆的表面污染和其他電活性小分子的干擾，在復(fù)雜樣品中直接進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)通常是不可行的，往往需要對(duì)樣品進(jìn)行分離、富集等預(yù)處理操作。

近年來的研究表明，二氧化硅納米孔道膜(也稱垂直有序介孔二氧化硅薄膜，VMSF)修飾電極可用于復(fù)雜生物、環(huán)境樣品的直接電化學(xué)分析。VMSF是一種具備高度有序結(jié)構(gòu)的無機(jī)二氧化硅材料，因其制備簡(jiǎn)單、制備過程低污染和可循環(huán)性好等特點(diǎn)，在污染物吸附、能源催化、電化學(xué)傳感和分離領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在電化學(xué)檢測(cè)過程中，具有電化學(xué)反應(yīng)活性物質(zhì)或檢測(cè)底物可以從溶液中通過VMSF的垂直孔道到達(dá)基底電極表面，而復(fù)雜基質(zhì)中的蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)由于納米孔道的尺寸排阻作用而無法進(jìn)入孔道。此外，VMSF超小的納米孔道(直徑通常為2-3nm)具有電荷排阻效應(yīng)，其二氧化硅結(jié)構(gòu)電離后孔道帶負(fù)電荷，可以靜電排阻負(fù)電性共存組分的干擾。除此之外，VMSF的納米孔道對(duì)正電性小分子檢測(cè)物具有靜電吸附作用，也可以通過氫鍵作用等富集檢測(cè)物。因此，VMSF除具有防玷污抗干擾作用外，還對(duì)正電荷或可形成氫鍵的小分子檢測(cè)物具有一定的富集作用。

目前，基于VMSF修飾電極的電分析研究大多建立在以氧化銦錫(ITO)電極作為電極基底。然而，ITO對(duì)具有電化學(xué)活性的生物標(biāo)志物(神經(jīng)遞質(zhì)、氨基酸、代謝物)或藥物表現(xiàn)出較高的過電位，而且ITO易于被電化學(xué)還原，其負(fù)電位窗口受限。玻碳電極(GCE)是最常用的電化學(xué)電極，具有性質(zhì)穩(wěn)定、電化學(xué)窗口寬、對(duì)有機(jī)電化學(xué)分子過電位低等優(yōu)勢(shì)，可作為惰性電極直接用于陽(yáng)極溶出，陰極和變價(jià)離子的伏安測(cè)定，還可以作化學(xué)修飾電極，但是VMSF無法與GCE電極穩(wěn)定結(jié)合，本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)直接在玻碳電極表面生長(zhǎng)的VMSF薄膜經(jīng)溫和水沖洗就會(huì)快速脫落。截至目前為止，尚未有GCE電極上直接生長(zhǎng)VMSF的研究見諸報(bào)道。

本發(fā)明的目的在于提供一種可以將二氧化硅納米孔道膜(VMSF)穩(wěn)定結(jié)合在玻碳電極上的制備方法，并將其應(yīng)用于復(fù)雜樣品的檢測(cè)分析。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種二氧化硅納米孔道膜修飾玻碳電極的制備方法，包括以下步驟：

(1)對(duì)玻碳電極進(jìn)行電化學(xué)活化，制備電化學(xué)活化的玻碳電極；

(2)在電化學(xué)活化的玻碳電極上制備二氧化硅納米孔道薄膜，制得二氧化硅納米孔道膜修飾玻碳電極。

電化學(xué)活化也稱為電化學(xué)極化活化法，研究表明，玻碳電極經(jīng)電化學(xué)活化后，不僅電化學(xué)響應(yīng)的重現(xiàn)性得以極大地改善，同時(shí)，靈敏度和電子傳導(dǎo)等性質(zhì)也得以極大地提高，而且表現(xiàn)出增強(qiáng)吸附等一些新的特性。

研究表明，電化學(xué)活化玻碳電極上生長(zhǎng)的VMSF可以穩(wěn)定存在，這歸因于電化學(xué)活化使得玻碳電極表面產(chǎn)生大量的羥基。電化學(xué)活化玻碳電極表面羥基基團(tuán)具有兩個(gè)突出的作用：一是可以通過微弱電離產(chǎn)生負(fù)電荷并通過靜電吸附使表面活性劑膠束從球形向圓柱形轉(zhuǎn)化；二是可以參與硅烷的溶膠-凝膠反應(yīng)并形成共價(jià)鍵，從而穩(wěn)定二氧化硅納米孔道薄膜在玻碳電極上的結(jié)合。因此，介孔二氧化硅納米孔道膜可以穩(wěn)定地結(jié)合在玻碳電極表面。

本發(fā)明具備的優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明利用電化學(xué)活化法預(yù)處理玻碳電極，首次實(shí)現(xiàn)了在玻碳電極表面生長(zhǎng)穩(wěn)定的介孔二氧化硅納米孔道膜。

(2)由于介孔二氧化硅納米孔道可以通過氫鍵作用富集檢測(cè)物，同時(shí)具有電負(fù)性可以通過靜電作用富集正電性檢測(cè)物，此外電化學(xué)活化的玻碳電極也可以通過靜電作用、π-π作用、氫鍵作用等對(duì)檢測(cè)物實(shí)現(xiàn)預(yù)富集作用，顯著提高二氧化硅納米孔道膜修飾玻碳電極對(duì)待測(cè)物的檢測(cè)靈敏度。結(jié)合介孔二氧化硅納米孔道的防玷污/抗干擾能力，本發(fā)明提供二氧化硅納米孔道膜修飾玻碳電極可以應(yīng)用于復(fù)雜樣品中多類活性組分的直接、高靈敏電化學(xué)檢測(cè)，具有巨大的應(yīng)用前景。