張慧慧，李錦州，劉 陽

（哈爾濱師范大學 化學化工學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

前 言

2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚簡稱BHT，廣泛用于食品中的抗氧化劑。能夠抑制或延緩食品在空氣中氧化引起變質，同時也作為化妝品、醫(yī)藥等的穩(wěn)定劑[1]。在正常情況下，人體可以通過身體代謝將其排掉，不產(chǎn)生危害。如果過量使用，會對人體肝，脾，腎等組織帶來傷害[2]。測定BHT的主要方法有氣相色譜法[3]、高效液相色譜法[4]和表面增加拉曼光譜法[5]等，這些方法靈敏度較高，但需要精密的設備儀器，且樣品的處理很耗時。電化學法操作簡單，具有較高的靈敏度，響應速度快，化學穩(wěn)定性較強[6]。聚2，2-聯(lián)吡啶（Pbpy）作為有機導電高分子材料，因參與電極的電子傳遞，提高對生物小分子的電催化作用引起關注[7]。酰基吡唑啉酮是一類β雙酮試劑，其互變烯醇式異構體呈弱酸性，可增強生物分子的電信號，已用于電化學分析[8]。最近李錦州等報道了該試劑的鋅配合物作為修飾電極成分進行腺嘌呤的電化學測定，檢出效果明顯提高[9]?；赑bpy和?；吝蜻⊥僚浜衔锓肿拥淖R別能力，本文首次制備了[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE復合膜修飾電極，研究了食品添加劑BHT的電化學行為，并用于食物油的檢測。該方法簡單、高效以及檢出限低，具有良好的應用前景。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

電化學測試實驗均在CHI 650電化學工作站（上海辰華儀器公司）上完成。采用三電極系統(tǒng)：飽和甘汞電極（SCE）為參比電極、鉑電極為對電極、[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE（d=4mm）為工作電極。所有電位均相對于飽和甘汞電極。

2,2-聯(lián)吡啶（Bpy）（上海試劑廠），[GdL3（HL）]·H2O按文獻[10]方法合成，以無水乙醇為溶劑配成1×10-3mol·L-1的溶液備用；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（上海試劑廠）溶于水配成1×10-5mol·L-1的標準溶液，用水稀釋成所需濃度；磷酸緩沖溶液（PBS）為0.1mol·L-1NaH2PO4和Na2HPO4兩種溶液混合而成。其他試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水。實驗室溫度為25℃。

1.2 修飾電極的制備

將0.1562g2,2-聯(lián)吡啶溶于無水乙醇中溶液定容至10mL，得到0.1mol·L-1的Bpy標準液。取1mL 0.1mol·L-1的 Bpy溶液和 3mL pH=7的 PBS，加入二次蒸餾水定容至10mL，配制成1×10-2mol·L-1的Bpy電解液。同樣方法制得1×10-3mol·L-1[GdL3（HL）]·H2O電解液。玻碳電極使用前經(jīng)Al2O3拋光成鏡面，依次用蒸餾水、HNO3水溶液（體積比為1∶1）、乙醇沖洗，干燥。掃描電位為-0.6～1.8V，在掃速為100mV·s-1條件下，循環(huán)伏安掃描20圈，電聚合沉積Bpy的效果最佳，制得Pbpy/GCE電極。制備[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE電極是在干燥的Pbpy/G CE電極表面繼續(xù)沉積 [GdL3（HL）]·H2O電解液所得。

1.3 實驗方法

將三電極體系浸入含有一定濃度的BHT的磷酸鹽緩沖溶液中，于-0.6～1.8V電位間進行循環(huán)伏安掃描，掃速為100mV·s-1。伏安掃描前需通入高純度N2約5min。.

2 結果與討論

2.1 BHT在[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE的電化學行為

在磷酸的緩沖溶液為支撐電解質的溶液中，加入BHT（1×10-5mol·L-1）儲存液，分別以裸GCE、Pbpy/GCE、[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE為工作電極，對BHT進行電化學檢測。由圖1可見：實驗條件掃速100mV·s-1，掃描電勢范圍為-0.6～1.8V，進行循環(huán)伏安測試。BHT在裸電極上（圖1曲線a）,于0.612V附近出現(xiàn)很小的BHT氧化峰電流；Pbpy/GCE電極測試（圖1曲線b）的氧化峰電位Ep=0.254V,與裸電極相比負移了358mV，峰電流也有所增加。[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE顯示的氧化峰電流曲線（圖1曲線c），氧化峰電位出現(xiàn)于Ep=0.212V，與Pbpy/GCE相比略有負移；氧化峰電流比Pbpy/GCE和裸電極明顯增加。表明在BHT氧化還原過程中，[GdL3（HL）]·H2O與Pbpy復合后，產(chǎn)生了協(xié)同增效作用，能夠加快檢測分子氧化的電子轉移速率，對其有明顯的電化學催化作用。

圖 1 pH 5.0，1×10-5 mol·L-1 BHT 的循環(huán)伏安圖，工作電極分別為（a）裸GCE,（b）Pbpy/GCE,（c）[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE,掃描速度 100mV·s-1Fig.1 Cyclic voltammograms of 1×10-5mol·L-1 BHT at（a）bare GCE（b）Pbpy/GCE and（c）[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE in 0.10mol·L-1（pH 5.0）.Scan rate:100 mV·s-1

2.2 溶液對pH值得影響

考察了pH值3.0～9.0之間，修飾電極[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE測定體系，溶液pH值對1×10-5mol·L-1BHT的催化氧化峰電流Ip和氧化峰電位Ep的影響。由圖2可知，隨溶液pH值增大，峰電位逐漸負移，氧化峰電位與pH值呈現(xiàn)良好的線性關系，其線性擬合方程為：Ep（V）=0.982-0.045pH（r=0.99813），直線斜率為45mV/pH，BHT在[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE電極表面上進行的電化學氧化反應機理如下圖所示。電極反應過程中有一個質子參加電極反應，傳遞電子數(shù)為2，該結果與文獻相一致[11]。

檢測峰電流與pH值的增大成正比，在pH=5時達到最大值，而后隨pH值的增大而降低。實驗選擇pH=5的磷酸鹽電解質作為測試底液。

圖2 BHT的峰電流Ip和峰電位Ep與pH的關系圖Fig.2 Influence of pH on the peak current（Ip）and peak potential（Ep）of BHT

BHT反應機理

2.3 掃速的影響

在選定的實驗條件下，掃描速度為50～300mV·s-1之間進行循環(huán)伏安掃描，結果見圖3。

圖3 a.1×10-5 mol·L-1BHT在pH=5.0 PBS中不同掃描速度（50～300mV·s-1）的循環(huán)伏安圖b.氧化峰電流與掃描速度的關系圖Fig.3 a.Cyclic voltammgrams of 1×10-5 mol·L-1 BHT in 0.10mol/L PBS（pH=5.0）at various scan rates（from inner to outer）:50～300mV·s-1 b.Relation between oxidation peak current and scan rates

隨著掃描速度的增加，BHT的氧化峰電位向正方向移動（圖3a），該氧化峰電流與掃描速度呈現(xiàn)良好的線性關系（圖 3b）,線性方程式為：Ip（uA）=1.7024+0.3872v1/2（r=0.99842）?？膳袛郆HT的電極過程為擴散控制的不可逆反應[12]。掃描速率低，峰電流較小，掃速為100mV·s-1時，信噪比最好，本實驗選擇最佳掃速為 100mV·s-1。

2.4 修飾量的影響

2，2-聯(lián)吡啶膜可通過循環(huán)伏安法將聯(lián)吡啶聚合至玻碳電極上。電聚合修飾膜時，可通過改變循環(huán)伏安掃描圈數(shù)來改變膜的厚度，制備不同膜厚度的不同電極，在通常情況下，隨循環(huán)伏安掃描圈數(shù)的增加，膜厚度隨之增加，但掃描次數(shù)增加過多也可能引起修飾膜的缺陷，不利于修飾電極對BHT的電化學影響。故本實驗選擇制備Pbpy修飾電極聚合循環(huán)伏安次數(shù)為20圈是最佳掃描圈數(shù)。同理，[GdL3（HL）]·H2O修飾電極最佳掃描圈數(shù)也為20圈。

2.5 線性范圍、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和檢出限

在選定底液條件下，不同濃度的BHT在[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE修飾電極上的脈沖伏安曲線如圖4a所示，實驗表明：BHT在6.0×10-6～2.0×10-4mol·L-1范圍氧化峰電流隨濃度的增大而增大。BHT在[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE修飾電極上的氧化峰電流與濃度在 6.0×10-6～2.0×10-4mol·L-1范圍內呈現(xiàn)良好的線性關系（圖4b）,其線性回歸方程 Ip=1.344+0.026C（r=0.99823），檢出限為 1×10-8mol·L-1。

圖4 a.不同濃度BHT在pH=5.0 PBS中的脈沖循環(huán)伏安圖,b.BHT濃度與峰電流Ip的線性關系圖Fig.4 a.DPVs of[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE in 0.10mol/L PBS（pH 5.0）containing different concentrationsof BHT,b.Linear relation between the peak currentand the concentration of BHT

將電極在空氣中放置一周后，其循環(huán)伏安曲線以及對BHT的電催化作用基本不變，表明[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE修飾電極具有良好的穩(wěn)定性。

2.6 干擾實驗

2.7 樣品分析

為了驗證[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE電極的實際應用價值，準確量取1mL大豆油，用N,N-二甲基甲酰胺將其分散，轉移至10mL容量瓶中，加入二次蒸餾水定容。采取標準加入法測定回收率和相對標準偏差（如表1所示）。數(shù)據(jù)表明該實驗方法能有效地測定大豆油中BHT的含量。

表1 樣品分析結果Table1 The analytic results of samples

3 結 論

制備了[GdL3（HL）]·H2O/Pbpy/GCE復合膜電極，研究了2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在該電極上的電化學行為。實驗結果表明，該復合膜修飾電極對BHT的電化學響應效果明顯優(yōu)于裸玻碳電極和2，2-聯(lián)吡啶修飾電極，能顯著增強BHT的氧化峰電流，說明[GdL3（HL）]·H2O與Pbpy產(chǎn)生了協(xié)同增效作用。電極反應為擴散控制的不可逆過程。該電極制作簡單，有較高的選擇性、靈敏度和抗干擾能力。

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