摘要：以部分电化学还原的氧化石墨烯(pErGO)修饰的玻碳电极(GCE)作为工作电极(pErGO/GCE),用于苦参碱(MT)含量的电化学测定。在活化好的GCE上滴涂氧化石墨烯(GO),用恒电位法在-0.75V下还原GCE表面的GOs,得到的电极即为pErGO/GCE。以0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)作为电解质，铂丝作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，在开路电位下富集样品中的MTs,采用差分脉冲伏安法(DPV)测定MT含量。结果显示：MT的浓度在8.0×10-6～1.0×10-4mol·L-1内与其对应的氧化峰峰电流呈线性关系，检出限(3S/N)为4.0μmol·L-1。用修饰电极重复测定MT标准溶液5次，所得测定值的相对标准偏差(n=5)为1.8%。对实际样品进行加标回收试验，回收率为94.8%～%。方法用于实际样品分析，MT的测定值与标示值的相对偏差为-5.9%。
苦参碱(MT)属于四环喹诺里西啶类生物碱，广泛存在于苦参、山豆根、苦豆子等中药的根中。MT是目前的研究热点,它不仅具有镇静、抗炎、抗寄生虫、抗肿瘤、抗过敏和抗骨质疏松等活性,还具有毒性小、成本低等优点，可将其开发成生物制剂(如苦参碱注射液),用于实际临床治疗。因此，建立一种简便、快速、灵敏的测定生物制剂中MT含量的方法，对于MT含量的监控具有十分重要的意义。目前，MT的测定方法主要有毛细管电泳法(CE)、高效液相色谱法(HPLC)、高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)、气相色谱-质谱法(GC-MS)等。但这些方法均存在操作步骤繁琐、检测时间较长或仪器成本高昂等缺点，极大地限制了其应用。相比而言，电化学法具有操作简单、耗时短、灵敏度高和成本低等特点，可将其应用于MT含量的测定。电化学法中电极表面的修饰材料的选择非常关键。氧化石墨烯(GO)是一种表面含有丰富含氧官能团的二维碳纳米材料,具有大的比表面积和良好的生物相容性，可用作电极修饰材料。然而，含氧官能团的存在引入了sp3缺陷，导致GO导电性较差[,可采用电化学法对其进行直接、高效地还原,得到还原度可控的还原GO。据此，本工作采用恒电位法(IT)一步制备了部分电化学还原氧化石墨烯(pErGO)修饰的玻碳电极(GCE),将其作为工作电极(pErGO/GCE),并用于MT注射液中MT含量的测定，以期为MT生物制剂的质量控制提供技术参考。1试验部分1.1仪器与试剂CHIC型电化学工作站；A-10型超纯水仪；SB-5DTD型超声清洗机。MT标准储备溶液：1.0×10-2mol·L-1,称取0.gMT标准品，以水稀释定容配制而成。使用时用水稀释至所需浓度。MT标准品纯度不小于98%;MT注射液(50mg/5mL);GO、NaH2PO4、Na2HPO4等试剂均为分析纯；试验用水为超纯水。1.2仪器工作条件三电极体系：pErGO/GCE为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl为参比电极；电解质为0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0),测定前通氮气除去溶解氧；富集电位为开路电位；富集时间s;差分脉冲伏安法(DPV),扫描电位区间为0.4～1.4V,电位增量4mV,脉冲宽度0.05s,采样宽度16.7ms;测试温度为室温。1.3试验方法1.3.1GCE的预处理分别用0.3,0.05μm的Al2O3粉末将GCE的表面抛磨至镜面，然后依次用纯净水、乙醇、超纯水超声，将电极清洗干净，并在0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)中用循环伏安法(CV)进行活化，扫描电位-0.5～1.2V,扫描速率0.05V·s-1,直到得到稳定的CV曲线。1.3.2修饰电极的制备将25mgGO超声分散于5mL水中，将6μLGO分散液滴涂在GCE表面，室温下晾干，即得到GO/GCE。将GO/GCE置于0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)中，采用IT还原电极表面的GO,还原电位为-0.75V,还原时间为s,即可得到pErGO/GCE。1.3.3样品的测试用0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)将MT注射液稀释倍，按照仪器工作条件测定。2结果与讨论2.1pErGO/GCE制备条件的选择2.1.1GO电化学还原方法分别采用IT和CV还原GCE上的GO,对比得到的2种修饰电极对1.0×10-4mol·L-1MT标准溶液的DPV电化学响应，结果见图1。图12种方法还原制备的修饰电极对MT的DPV响应曲线由图1可知：2种方法制备的修饰电极最大响应电流对应的还原电位分别为1.04V(IT还原)和1.09V(CV还原);与CV还原制备的修饰电极相比，采用IT还原制备的修饰电极的响应电流更大，峰形更对称。因此，试验选择IT还原制备修饰电极。为了考察2种还原方法所获得GO的还原度，采用CV分别记录2种修饰电极在0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)中的电化学行为，结果见图2。图2不同修饰电极在NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)中的CV响应曲线由图2可知：不还原时，修饰电极在-1.1V处有一个较大的还原峰，是由GO含氧官能团还原得到的(曲线1);IT还原后，该处的还原峰强度明显减弱(曲线2);CV还原后，还原峰几乎消失(曲线3),这表明IT还原的GO仍保留了部分含氧官能团，而CV还原的GO则几乎被完全还原。图1和图2的结果表明：IT还原获得的pErGO比CV获得的完全还原氧化石墨烯ErGO对MT具有更好的响应性能，可能原因是pErGO上还残留的部分含氧基团为MT提供了更多的电极结合位点。2.1.2还原电位和还原时间还原电位是影响GO还原度的重要因素，还原电位越高，还原度越小。试验考察了还原电位对MT峰电流的影响，结果显示：当还原电位为-0.75V时，MT的峰电流最大。这是由于电位过低时，GO的含氧官能团几乎都被还原，MT在电极上的附着位点较少，导致峰电流较低；还原电位过高时，GO还原度较低，电极导电性较差，导致峰电流较低；而还原电位为-0.75V时，GO的含氧官能团被部分还原，电极不仅导电性较好，且含有较多附着位点，故峰电流最大。试验还考察了还原时间对MT峰电流的影响，结果显示：当还原时间为s时，MT的峰电流最大。因此，在制备修饰电极时，试验选择的还原电位为-0.75V,还原时间为s。2.2MT的电化学行为试验考察了1.0×10-4mol·L-1MT标准溶液在GCE、GO/GCE和pErGO/GCE上的DPV电化学响应行为，以及pErGO/GCE对添加MT前后的0.1mol·L-1NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)的响应，结果见图3。图3DPV响应曲线由图3(a)可知：MT在GCE上的氧化峰峰电流较小，峰形较差，说明GCE对MT的电催化活性不好(曲线3);MT在GO/GCE上的峰电流较GCE略高，但峰形仍然很差(曲线2);MT在pErGO/GCE上的峰电流较大且峰形较好，说明pErGO/GCE对MT具有较好的电催化能力(曲线1)。由图3(b)可知：pErGO/GCE在空白电解质中无DPV响应(曲线4′),加MT后，产生了明显的氧化峰，说明氧化峰是由MT的氧化行为产生(曲线4)。2.3电化学检测条件的选择2.3.1电解质及电解质酸度试验考察了pErGO/GCE分别在pH均为7.0的NaH2PO4-Na2HPO4、KH2PO4-NaOH、H3BO3-Na2B4O7、K2SO4、NaCl溶液中对MT的DPV电化学响应行为，结果见图4。图4MT在不同电解质中DPV响应曲线由图4可知：修饰电极在不同电解质中对MT均有响应，但在NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中MT的峰电流最大且峰形较好。因此，试验选择NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液(pH7.0)作为电解质。试验考察了pErGO/GCE在不同酸度的NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中对MT的DPV电化学响应行为，结果见图5。图5MT在不同酸度电解质中DPV响应曲线由图5可知：随着电解质酸度的降低，氧化峰峰电位左移，说明有质子参与了MT的氧化反应；氧化峰峰电流随着酸度的降低先升高后降低，当电解质酸度达到pH7.0时，峰电流较大。因此，试验选择的电解质酸度为pH7.0。2.3.2富集时间和富集电位试验考察了富集时间对MT氧化峰峰电流的影响，结果显示：峰电流随着富集时间的延长而增加，这是由于富集时间会增加MT在电极表面的富集量；当富集时间大于s时，峰电流基本不变，说明MT在电极表面的富集量基本达到饱和。因此，试验选择的富集时间为s。试验还考察了富集电位对MT峰电流的影响，结果显示：富集电位对峰电流几乎没有影响。因此，试验选择的富集电位为开路电位。2.4标准曲线和检出限在优化的仪器工作条件下，用pErGO/GCE对8.0×10-6,1.0×10-5,2.0×10-5,4.0×10-5,6.0×10-5,8.0×10-5,1.0×10-4mol·L-1MT标准溶液系列进行测定。以MT的浓度为横坐标，其对应的氧化峰峰电流为纵坐标绘标准曲线，线性范围为8.0×10-6～1.0×10-4mol·L-1,线性回归方程为y=0.8x+0.,相关系数为0.。以3倍信噪比(S/N)计算检出限(3S/N),所得结果为4.0μmol·L-1。2.5精密度试验按照仪器工作条件用pErGO/GCE对1.0×10-4mol·L-1MT标准溶液进行5次平行测定，测定值的相对标准偏差(RSD)为1.8%,说明所建方法重现性较好。按照试验方法制备5支pErGO/GCE,并对1.0×10-4mol·L-1MT标准溶液进行测定，测定值的RSD为2.3%,说明所建方法再现性较好。2.6回收试验取MT注射液样品稀释后(标示值为40.26×10-3mol·L-1)用pErGO/GCE进行测定，平行测定5次，测定值为37.90×10-3mol·L-1,RSD为3.6%,与标示值的相对偏差为-5.9%。另取一份样品进行加标回收试验(先加标，再稀释),并计算回收率，结果见表1。表1回收试验结果(n=5)由表1可知：MT的回收率为94.8%～%,说明本方法的准确度较好。2.7干扰试验试验考察了倍的乳糖、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖和倍的Na+、Zn2+、NO3-、K+、SO42-、Cl-对MT测定结果的干扰。结果表明：以上物质均不干扰MT的测定，所得相对误差均在±5%以内，说明pErGO/GCE具有一定的抗干扰能力。2.8方法比对和文献中相关方法进行了比对，结果见表2,其中MWCNT/GCE为多壁碳纳米管(MWCNT)修饰的GCE。表2不同方法比对结果表2(续)由表2可知：和其他方法相比，本方法所得的线性范围较窄，且浓度较低，检出限也较低，说明本方法适用于低浓度MT的测定。本工作建立了基于pErGO/GCE测定MT含量的DPV电化学法，该方法具有较低的检出限，较好重现性、再现性和准确度，并具有一定的抗干扰能力，可为较低浓度的MT的测定提供技术参考。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇