摘要:建立了毛細(xì)管電泳電致化學(xué)發(fā)光聯(lián)用技術(shù)(EEL)檢測(cè)煙草浸出液中尼古丁含量的方法??疾炝藱z測(cè)電位、檢測(cè)池中Rubpy)2+濃度和緩沖液p值、E運(yùn)行緩沖液濃度和p值、進(jìn)樣時(shí)間和電壓,以及E分離電壓等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)尼古丁測(cè)定的影響。在優(yōu)化的條件下,尼古丁檢測(cè)的線性范圍為低濃度段:~ μgL(r>999)、高濃度段:~ μgL(r>996),檢出限為 μgL(N=)。將本方法用于種品牌的煙草浸出液中尼古丁含量的測(cè)量,測(cè)定值均與煙盒上尼古丁的標(biāo)注值相吻合,樣品的加標(biāo)回收率為9%~6%。
關(guān)鍵詞:毛細(xì)管電泳; 電致化學(xué)發(fā)光; 聯(lián)吡啶釕; 尼古丁; 煙草
引言
煙堿(Nicotine),俗名尼古丁,分子式 N2,是一種特殊的生物堿,也是煙草的重要成分。少量尼古丁對(duì)中樞神經(jīng)有興奮作用,而大量尼古丁對(duì)心血管和呼吸系統(tǒng)有直接的毒害作用。目前,尼古丁的測(cè)定方法主要包括色譜法、質(zhì)譜法、分光光度法和極譜分析法等。這些方法都在不同程度上存在不足之處,如操作繁瑣、耗時(shí),使用有機(jī)溶劑,運(yùn)行成本高等。因此,發(fā)展一種新的測(cè)量體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)尼古丁方便、快速、靈敏的檢測(cè)尤為重要。
毛細(xì)管電泳(apillary electrophoresis,E)作為一種液相分離技術(shù),具有分離效率高、分析速度快、樣品用量少、裝置簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。電致化學(xué)發(fā)光(Electrochemiluminescence,EL)作為一種低背景分析技術(shù),具有裝置簡(jiǎn)單、靈敏度高及可進(jìn)行原位檢測(cè)等特點(diǎn)。EEL技術(shù)將E和EL的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來,成為現(xiàn)代分析化學(xué)中一種重要的痕量分析技術(shù)。如iu等采用IO為工作電極,利用EEL技術(shù)實(shí)現(xiàn)了脯氨酸的高靈敏檢測(cè);hang等利用發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光技術(shù)(LEI)和EEL技術(shù)結(jié)合,構(gòu)建ELEIEL體系,對(duì)一些生物堿和氨基酸進(jìn)行了檢測(cè)。
本研究利用尼古丁對(duì)Rubpy)2+的EL信號(hào)增強(qiáng)作用,建立了毛細(xì)管電泳電致化學(xué)發(fā)光聯(lián)用技術(shù)(EEL)檢測(cè)煙草浸出液中尼古丁含量的方法。
2實(shí)驗(yàn)部分
2儀器與試劑
MPIA型EEL檢測(cè)儀(西安瑞邁分析儀器有限公司),包括數(shù)控毛細(xì)管電泳高壓電源(~2 kV)、電化學(xué)分析儀和多功能化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀;三電極系統(tǒng)包括直徑 μm鉑盤電極(工作電極)、鉑絲電極(輔助電極)和AgAgl電極(參比電極);分離毛細(xì)管為未涂層石英毛細(xì)管( cm×2 μm id, 河北省永年銳洋色譜器件有限公司);p型酸度計(jì)(北京環(huán)宇科信科技有限公司);A Gen Pure純水機(jī)(德國(guó)A公司)。Rubpy)l2·62O(Aldrich公司);尼古丁標(biāo)準(zhǔn)品( gL 百靈威科技有限公司);其它試劑均為分析純。紅金龍、白沙煙、廬山香煙樣品均購(gòu)于超市。
22實(shí)驗(yàn)方法
工作電極用 Al2O粉末拋光,在水中超聲洗凈后,將其放置在正對(duì)毛細(xì)管出口末端處。實(shí)驗(yàn)前將毛細(xì)管依次用 molL l、超純水、 molL NaO各沖洗2 min,然后用2 mmolL PB(p )溶液平衡2 h。發(fā)光檢測(cè)池中添加 mmolL Rubpy)2+和 mmolL PB(p 8)混合液,測(cè)定時(shí),將毛細(xì)管進(jìn)樣端插入2 mmolL PB(p )中,待發(fā)光信號(hào)基線穩(wěn)定之后,采用電動(dòng)進(jìn)樣方式在 kV電壓下進(jìn)樣 s,然后施加 kV的電泳電壓進(jìn)行分離檢測(cè),光電倍增管負(fù)高壓為8 V。為了獲得良好的重現(xiàn)性,減小由于溶劑蒸發(fā)對(duì)測(cè)定的影響,每 h 更換一次Rubpy)2+溶液。所有進(jìn)樣溶液在進(jìn)入毛細(xì)管前需用22 μm醋酸纖維素膜過濾。
標(biāo)準(zhǔn)品的處理:將尼古丁標(biāo)準(zhǔn)品稀釋成 mgL儲(chǔ)備液,放冰箱 ℃中保存,使用時(shí)逐級(jí)稀釋至需要的濃度。
樣品的處理:去除煙卷外殼紙,準(zhǔn)確稱取經(jīng)粉碎的 g煙絲樣品,置于 mL錐形瓶中,用 mL超純水超聲波提取 min,過濾,浸提液置 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
結(jié)果與討論
尼古丁在Rubpy)2+ EEL系統(tǒng)中的電化學(xué)及EL響應(yīng)
利用恒電位方式控制工作電極電壓,如圖所示,在 s處,電流明顯增大,說明此時(shí)電極表面有氧化還原反應(yīng)發(fā)生。同時(shí),在EL譜圖中, s處的EL強(qiáng)度顯著增大,說明尼古丁對(duì)Rubpy)2+的EL有明顯增強(qiáng)作用,可利用這種增強(qiáng)作用實(shí)現(xiàn)對(duì)尼古丁的定量測(cè)定。尼古丁在金屬電極表面的電化學(xué)氧化包含一個(gè)脫氫的過程,脫氫后的尼古丁自由基具有很好的還原性,與氧化態(tài)的Rubpy)+反應(yīng),促使其產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的,從而促進(jìn)EL的產(chǎn)生。
2優(yōu)化條件
2檢測(cè)電位的影響當(dāng)按恒電位方式控制工作電極電位在~ V(vs AgAgl)范圍內(nèi)變化時(shí)(圖2),EL強(qiáng)度開始隨著電位的增加而增大,且當(dāng)電位達(dá)到 V時(shí),EL強(qiáng)度達(dá)到最大值;而當(dāng)電位超過 V 后,EL 強(qiáng)度又隨電位的增加而下降。這主要是由于Rubpy)+的電生效率與施加在工作電極上的氧化電位值有關(guān)。當(dāng)電極電位值未達(dá)到最佳電位時(shí),由于Rubpy)+的電生效率低,電解產(chǎn)生的2毛細(xì)管運(yùn)行緩沖液濃度和p值的影響考察了PB濃度在~ mmolL范圍內(nèi)對(duì)EL強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,當(dāng)PB濃度低于2 mmolL時(shí),EL強(qiáng)度隨著PB濃度的增大而增強(qiáng);但PB濃度高于2 mmolL時(shí),EL強(qiáng)度隨著PB濃度的增大而減小,且焦耳熱效應(yīng)加劇,峰形變寬,信噪比變差。因此,選擇2 mmolL PB作為毛細(xì)管電泳運(yùn)行緩沖溶液。
實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)運(yùn)行緩沖液的p=時(shí),EL強(qiáng)度達(dá)最大值。因此,選擇運(yùn)行緩沖液的p=。
2進(jìn)樣電壓和時(shí)間的影響分別對(duì)進(jìn)樣電壓(6~6 kV)和進(jìn)樣時(shí)間(6~6 s)進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,當(dāng)進(jìn)樣電壓為 kV、進(jìn)樣時(shí)間為 s時(shí),具有最大的EL強(qiáng)度;而當(dāng)進(jìn)樣電壓高于 kV、進(jìn)樣時(shí)間大于 s時(shí),峰展寬嚴(yán)重。因此,本研究中進(jìn)樣電壓和進(jìn)樣時(shí)間分別選擇 kV和 s。
2分離電壓的影響在8~8 kV,對(duì)分離電壓進(jìn)行了考察(圖)。結(jié)果表明,隨著分離電壓的增大,遷移時(shí)間縮短。而當(dāng)分離電壓低于 kV時(shí),EL強(qiáng)度隨著分離電壓的增大而迅速增強(qiáng);當(dāng)分離電壓高于 kV時(shí),EL強(qiáng)度開始下降,這可能是由于大量分析物從毛細(xì)管進(jìn)入檢測(cè)池,導(dǎo)致電極表面Rubpy)2+濃度降低,而且在此范圍內(nèi)峰型變寬,焦耳熱變大,基線升高。因此,綜合考慮靈敏度、峰寬、噪聲、焦耳熱及遷移時(shí)間等因素,選擇 kV作為毛細(xì)管電泳的分離電壓。