張軍麗， 張 燕， 張佳欣, 策萌萌

(黃淮學院化學與制藥工程學院，河南駐馬店 463000)

殼聚糖(CTS)分子中具有豐富的氨基和羥基，具有良好的吸附能力、導電能力和生物相容性，近年來被研究者們應(yīng)用于光化學傳感器的制備[1 - 3]。尿酸(UA) 是人體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝產(chǎn)物之一，其水平異常一般預示著疾病的發(fā)生?？箟难?AA)是人體必需的一種水溶性維生素，在生物體內(nèi)，它作為抗氧化物可以保護身體免受氧化應(yīng)激的攻擊。目前，測定AA、UA的方法主要有生化酶法、高效液相色譜法、伏安法、生物傳感器法、光度法、化學發(fā)光法等[4 - 10]。由于AA和UA在電極檢測過程中易受到其它生物物質(zhì)的干擾，近年來針對AA、UA的同時檢測方法開展了更深入地研究[11 - 14]。UA和AA可以通過伏安法測定，在玻碳裸電極(GCE)上AA和 UA 的氧化峰電位很接近，導致伏安曲線重疊，難以準確測定[15]。但用甘氨酸(Gly)和CTS復合制備Gly-CTS/GCE修飾電極，通過循環(huán)伏安法檢測AA和UA的含量，也可實現(xiàn)對AA 、UA的同時檢測。

本實驗制備的Gly-CTS/GCE修飾電極可以大大提高檢測的靈敏度，將為藥物檢測、生物分析等提供一種新方法，也為修飾電極在電化學方面的應(yīng)用提供科學依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

ZENNIUM電化學工作站(德國，ZAHNER公司)，電化學實驗采用三電極體系：GCE、Gly-CTS/GCE修飾電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲為輔助電極。KQ-218超聲波清洗器(昆山市超聲波清洗機有限公司)。

殼聚糖(CTS)(脫乙酰度96%,恒臺縣金湖甲殼制品有限公司)；甘氨酸(Gly，國藥集團化學試劑有限公司)；尿酸(UA，天津市凱通化學試劑有限公司)；抗壞血酸(AA，天津市恒興化學試劑制造有限公司)。磷酸鹽緩沖溶液(PBS)由一定比例的Na2HPO4、KH2PO4配制而成。其余實驗所用試劑均為分析純；實驗用水為二次蒸餾水。所有電分析實驗均在室溫下進行。

1.2 實驗方法

1.2.1GCE的處理GCE依次用0.5～0.7 μm和30～50 nm的Al2O3在麂皮上進行拋光，每次拋光后先用蒸餾水清洗，再移入超聲波清洗儀中依次用乙醇(1+1)、蒸餾水進行清洗，每次5 min，重復三次。

1.2.2Gly-CTS/GCE修飾電極的制備準確稱取0.2 g CTS和0.05 g Gly于10 mL 1%的HAc溶液中，并攪拌使其充分溶解，用微量注射器吸取一定量的Gly-CTS修飾劑，滴涂于GCE表面，晾干。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同電極測定AA和UA

由圖1(A)和1(B)可知，Gly-CTS/GCE修飾電極測得的峰電流都明顯高于GCE，且峰電位相對GCE正移了0.0968 V，這可能是修飾電極的有效表面積增大，表面電荷增多引起，表明修飾后的電極對AA和UA有更好的催化作用，且其在電極上的反應(yīng)為不可逆。為了對比研究，分別采用GCE、Gly-CTS/GCE，以K3[Fe(CN)6] 為探針，測試了兩電極的特性(圖1(C))，結(jié)果表明Gly、CTS有利于K3[Fe(CN)6]的電子轉(zhuǎn)移，K3[Fe(CN)6]的峰電流明顯增加。根據(jù)Randles-Sevcik方程:ip=2.69×105n3/2AD1/2v1/2c，峰電流越大，說明電極的有效表面積也越大。計算結(jié)果表明，GCE的有效面積A為1.2502×10-6cm2，Gly-CTS/GCE的有效面積A為2.6605×10-6cm2。

圖1 AA(A)、UA(B)和K3[Fe(CN)6](C)在不同電極上的循環(huán)伏安圖 Fig.1 Cyclic voltammograms of AA(A)，UA(B) and K3[Fe(CN)6] (C) at different electrodes a.GCE;b.Gly-CTS/GCE.

2.2 Gly-CTS/GCE測定AA和UA條件優(yōu)化

圖2 pH對AA和UA峰電流的影響Fig.2 The influence of pH on peak curren of AA and UA

2.2.1pH的選擇pH是影響傳感器性能的一個重要因素。為了考察底液pH對測定結(jié)果的影響，配制一系列不同pH值(5.29、5.59、5.91、6.24、6.47、6.64、6.98)的PBS，分別測定AA、UA。由圖2可知，隨著pH的增加峰電流先升高后下降，在pH=5.59左右達到最大值。所以在后續(xù)實驗中選擇pH=5.59的緩沖溶液作為底液測定AA和UA。

2.2.2掃描速率的影響以Gly-CTS/GCE為工作電極研究了掃描速率對AA和UA氧化峰電流的影響。結(jié)果表明，在20～100 mV/s范圍內(nèi)，隨著掃描速率的增大，峰電流均不斷增加，氧化峰電位正移,發(fā)現(xiàn)AA和UA的氧化峰電流Ipa與掃描速度v呈良好的線性關(guān)系，線性方程分別為:Ip(AA)=151.0940+2.2270v(R=0.9959)、Ip(UA)=2.2585+0.0323v(R=0.9981)，表明電極反應(yīng)為吸附控制。

2.2.3濃度的影響在優(yōu)化實驗條件下，改變UA和AA混合溶液的濃度，由圖3可見，UA和AA的氧化峰電流隨之線性增加。AA和UA分別在2.0×10-5～6.0×10-2mol/L、0.1×10-6～6.0×10-2mol/L濃度范圍內(nèi)與其峰電流呈良好線性關(guān)系。線性方程分別為：Ip(AA)=48.83+9956c(R=0.9964)；Ip(UA)=-0.0252+0.5262c(R=0.9985)。檢出限(S/N=3)可達1.5×10-7mol/L(AA)、1.0×10-9mol/L(UA)，表明該Gly-CTS/GCE電極靈敏度較高。

圖3 不同濃度的AA和UA的循環(huán)伏安圖Fig.3 Cyclic voltammograms of AA and UA at various concentration AA:a-i:0.010,0.015,0.020,0.025,0.030,0.035,0.04,0.045,0.05 mol/L,respectirely.UA:a-i:0.5×10-3,0.75×10-3,1.0×10-3,1.25×10-3,1.5×10-3,1.75×10-3,2.0×10-3,2.25×10-3,2.5×10-3 mol/L,respectively.

2.3 重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和干擾實驗

用Gly-CTS/GCE分別在pH=5.59、濃度分別為5.0×10-4mol/L AA和2.0×10-6mol/L UA混合溶液中連續(xù)掃描7次，其峰電流的相對標準偏差分別為4.6%、2.9%；將電極在空氣中放置10 d后，峰電流均減小12.0%左右，表明Gly-CTS/GCE電極具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。

用該修飾電極對1.0 mmol/L AA、0.04 mmol/L UA中加入2.0 mol/L H2O2或0.004 mol/L多巴胺進行測定，發(fā)現(xiàn)二者對測定無影響。Na+、K+、Ca2+、Mg2+和葡萄糖等對檢測結(jié)果均無影響。以上結(jié)果表明該修飾電極具有良好的抗干擾性和選擇性。

2.4 不同涂層的影響

以Gly-CTS/GCE為工作電極，考察不同涂層的影響。當涂層為兩層時，測定的峰電流最大，靈敏度最高，這可能是因為涂兩層比涂一層時導電物質(zhì)增多，但涂三層所形成的膜太厚，部分涂層出現(xiàn)脫落現(xiàn)象導致峰電流下降，從而影響測定結(jié)果。

2.5 實際樣品測定

2.5.1難生素C藥片中AA含量的測定將樣品維生素C(100 mg/tablet)1片放在研缽中研細后溶解過濾，將濾液轉(zhuǎn)移至50 mL的容量瓶中，pH=5.59的PBS定容，搖勻，轉(zhuǎn)移至電解池中，用循環(huán)伏安法進行測定。重復5次，測得AA含量為96.8 mg/tablet。

2.5.2尿液中UA含量的測定取尿樣2.00 mL于50 mL容量瓶中，加入5.00 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液，用蒸餾水定容。取12.50 mL于50 mL的容量瓶中，用pH=5.59的PBS定容，測得UA的平均含量為2.13×10-3mol/L。

3 結(jié)論

制備了Gly-CTS/GCE修飾電極，該修飾電極具備制備簡單，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好的特點。在測定時AA和UA峰電流均隨濃度、掃描速度的增大而增大，峰電流與濃度呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，可用于AA和UA同時測定。