牙 禹，蔣翠文，李 燾，唐 莉，寧德嬌，閆飛燕，謝麗萍*

（廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部甘蔗品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（南寧），廣西 南寧 530007）

基于氧化氮摻雜石墨烯修飾碳糊電極高靈敏測(cè)定辣椒素

牙 禹，蔣翠文，李 燾，唐 莉，寧德嬌，閆飛燕，謝麗萍*

（廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測(cè)技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部甘蔗品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（南寧），廣西 南寧 530007）

采用一步水熱合成法制備氧化氮摻雜石墨烯（nitrogen-doped graphene oxide，NGO），采用X射線光電子能譜，透射電子顯微鏡對(duì)其進(jìn)行表征。采用滴涂法制備了氧化氮摻雜石墨烯修飾碳糊電極（nitrogen-doped graphene oxide/carbon paste electrode，NGO/CPE），研究辣椒素在NGO/CPE上的電化學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)與裸碳糊電極相比，NGO/CPE能顯著增加辣椒素的響應(yīng)信號(hào)。優(yōu)化了NGO質(zhì)量濃度、富集時(shí)間、介質(zhì)pH值等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，利用差分脈沖伏安法對(duì)辣椒素進(jìn)行測(cè)定，辣椒素氧化峰電流與其質(zhì)量濃度在5.0～1 200 μg/L范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，檢出限為2.0 μg/L（RSN=3）。將本方法用于辣椒粉樣品中辣椒素含量檢測(cè)，結(jié)果與比色法基本一致。

氧化氮摻雜石墨烯；辣椒素；修飾電極；電分析；差分脈沖伏安法

辣椒素（反-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺）是辣椒果實(shí)中辣味的主要成分，它是衡量辣椒品質(zhì)和確定品種間差異的一個(gè)重要指標(biāo)[1]，同時(shí)它還具有抗菌消炎、鎮(zhèn)痛止癢、促進(jìn)脂肪代謝、防治風(fēng)濕與腫瘤等藥用功效[2-6]。為此，建立準(zhǔn)確、快速、靈敏的辣椒素檢測(cè)方法，對(duì)于辣椒品種的選育、辣椒制品品質(zhì)和藥品藥效評(píng)價(jià)具有重要意義。當(dāng)前辣椒素檢測(cè)方法主要有：色譜法[7-10]、熒光光譜法[11-12]、紫外-可見(jiàn)光譜法[13]、酶聯(lián)免疫法[14]、毛細(xì)管電泳法[15]和電化學(xué)分析法[16-21]。電化學(xué)分析法具有簡(jiǎn)單、快捷、成本低廉、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在辣椒素分析檢測(cè)中得到了越來(lái)越多的關(guān)注。

石墨烯是一種新型的碳納米材料，具有大的表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性能和易于功能化等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)下電化學(xué)分析研究的熱點(diǎn)[22-23]。但是純石墨烯存在活性位點(diǎn)不夠、不具有選擇性和容易團(tuán)聚等問(wèn)題[24]。對(duì)石墨烯進(jìn)行摻雜是彌補(bǔ)石墨烯缺陷的一種有效方法，其中氮摻雜最常用，氮原子能誘導(dǎo)更多的正電荷至相鄰碳原子上，有效提高石墨烯的離子交換性能和電催化活性，同時(shí)增加表面活性位點(diǎn)，并且具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性[25]，因此氮摻雜石墨烯在電化學(xué)分析的各個(gè)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力[26-28]。

本研究基于氧化氮摻雜石墨烯修飾碳糊電極（nitrogen-doped graphene oxide/carbon paste electrode，NGO/CPE）建立了一種辣椒素檢測(cè)方法，與其他同類方法相比，此方法具有靈敏度高，線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

辣椒粉末 市購(gòu)；辣椒素（純度≥98%） 美國(guó)Sigma-A ldrich公司；石墨粉、石蠟油（光譜純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；石墨烯（g raphene，GR）南京吉倉(cāng)納米科技有限公司；其余試劑均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

CHI 660E電化學(xué)工作站 上海辰華儀器有限公司；Multilab 2000型X射線光電子能譜儀 英國(guó)Thermo VG Scientific公司；Tecnai G2 F20 S-Tw in場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡 美國(guó)FEI公司；DU 800紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)美國(guó)Beckman Coulter公司；PH-3C型精密pH計(jì) 上海雷磁儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 NGO的制備

NGO通過(guò)改進(jìn)Du Meng等[29]報(bào)道的方法制備：將1.0 g石墨粉，0.50 g硝酸鈉和50 m L硫酸在冰浴條件下攪拌混勻，再將9.0 g的高錳酸鉀緩慢加入上述混合物中，攪拌2 h后，加入1.0 g的三聚氰胺，在30 ℃水浴中攪拌12 h后，再將46 m L蒸餾水逐滴滴入上述懸濁液中，在90 ℃條件下反應(yīng)1 h，待反應(yīng)完成后，緩慢的加入20 m L過(guò)氧化氫，將所得懸濁液超聲30 min，懸濁液4 000 r/min離心20 m in，收集底部沉積物，將所得泥狀物分別用水和乙醇清洗3 次，收集產(chǎn)物，在40 ℃條件下干燥2 d，即得到NGO。

1.2.2 NGO/CPE修飾電極的制備

將碳粉與石蠟油按質(zhì)量比5∶1研磨成均勻糊狀，然后將糊狀物壓入連有銅線的碳糊電極管殼內(nèi)，在潔凈的稱量紙上磨平拋光，即得到CPE。

將15 mg NGO加入5 m L無(wú)水乙醇中，超聲，直至得到穩(wěn)定的懸濁液，再將5 μL的上述懸濁液滴在CPE表面，干燥，得到NGO/CPE。

1.2.3 電化學(xué)測(cè)試

電化學(xué)測(cè)試采用三電極系統(tǒng)：CPE或修飾CPE為工作電極（φ=3 mm），鉑電極為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極；在10 m L含有一定量辣椒素pH 2.0的磷酸緩沖液中，開(kāi)路富集420 s，在0～0.8 V范圍內(nèi)，記錄差分脈沖伏安（differential pulse voltammetry，DPV）曲線，測(cè)量在0.40 V處氧化峰電流。DPV測(cè)定設(shè)定參數(shù)：電位增幅4 mV、振幅50 mV、脈沖寬度0.2 s。

2 結(jié)果與分析

2.1 NGO的表征

圖1 NGO的XPS全譜圖（a）和NGO的透射電子顯微鏡圖（b）Fig. 1 XPS survey scan (a) and TEM image of NGO (b)

為了明晰NGO的元素組成，對(duì)NGO進(jìn)行X射線光電子能譜（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）測(cè)試。由圖1a可知，NGO在286.7、401.4、532.4 eV處出現(xiàn)C1s、N 1s、O1s峰，其中N元素含量為2.0%（原子分?jǐn)?shù)）。如圖1a插圖所示，N1s的峰比較寬，從395.2 eV延伸到408.1 eV，最高峰位置為401.4 eV，這表明N元素已成功摻雜到所合成的材料中。用透射電子顯微鏡研究了NGO的表面形貌，如圖1b所示，NGO呈透明、有小褶皺的薄片狀，這是石墨烯材料的典型特征。這種片狀結(jié)構(gòu)使得NGO具有獨(dú)特的電化學(xué)性質(zhì)和大的比表面，這為修飾電極表面的電化學(xué)過(guò)程提供了大的比表面和更多的反應(yīng)位點(diǎn)，從而可增大分析物在修飾電極表面的富集量。

2.2 辣椒素在不同電極上的電化學(xué)行為

圖2 500 μg/L辣椒素在不同電極上的循環(huán)伏安曲線Fig. 2 Cyclic voltammogram s of 500 μg/L capsaicin

如圖2所示，辣椒素在3 種不同電極上都有3 個(gè)峰出現(xiàn)，一個(gè)氧化峰（峰Ⅰ，0.705 V）和一對(duì)氧化還原峰（峰Ⅱ，0.386 V和峰Ⅲ，0.452 V），這與文獻(xiàn)[16-21]報(bào)道的研究結(jié)果相一致。此外，由圖2A可知，較之CPE，辣椒素在NGO/CPE上的峰電流有著顯著增加（0.705 V處氧化峰電流增加了約6.8 倍）。這是由于NGO大的比表面積和表面的含氧、含氮功能基團(tuán)[30-31]，將更多量的辣椒素富集到電極表面，從而增強(qiáng)了辣椒素在修飾電極上的響應(yīng)信號(hào)。由圖2B可知，辣椒素在GR/CPE上的伏安曲線峰形差，氧化峰電位正移，且背景電流大，非常不利于辣椒素的低濃度檢測(cè)。同時(shí)，辣椒素在NGO/CPE上峰電流還略大于在GR/CPE上的峰電流，雖然GR的導(dǎo)電性要優(yōu)于NGO[30]，但是NGO表面功能機(jī)團(tuán)存在使得它對(duì)辣椒素的吸附能力強(qiáng)于GR，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NGO比GR更適用合于辣椒素的靈敏檢測(cè)。辣椒素的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理如圖3所示[16-18]。

用線性掃描伏安法研究了辣椒素氧化峰電流與掃速的關(guān)系。如圖4所示，在0.012 5～0.350 V/s掃描速率范圍內(nèi)，隨著掃描速率的增大，辣椒素氧化峰電流不斷增加，掃描速率與辣椒素的氧化峰電流呈良好的線性關(guān)系，線性方程為ip=6.940v+0.170 7（r=0.998），這表明，辣椒素在NGO/CPE上的電化學(xué)氧化過(guò)程為吸附控制過(guò)程。

圖3 辣椒素的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理Fig. 3 Electrochem ical reaction mechanism of capsaicin

圖4 300 μg/L辣椒素在不同掃描速率的線掃伏安曲線（a）和掃描速率與辣椒素氧化峰電流校準(zhǔn)曲線（b）Fig. 4 Linear sweep voltammogram s of 300 μg/L capsaicin at different scan rates (a) and relationship between scan rate and current response (b)

2.3 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

考察NGO質(zhì)量濃度在1.0～4.0 m g/m L范圍內(nèi)對(duì)NGO/CPE測(cè)定辣椒素的影響，如圖5a所示。當(dāng)NGO質(zhì)量濃度小于3.0 m g/m L時(shí)，辣椒素的氧化峰電流隨著NGO質(zhì)量濃度增大而增大，但是當(dāng)NGO質(zhì)量濃度大于3.0 mg/m L時(shí)，辣椒素氧化峰電流反而降低，為此選擇3.0 m g/m L為NGO的最佳質(zhì)量濃度。在磷酸緩沖介質(zhì)中，考察辣椒素氧化峰電流與pH值的關(guān)系，由圖5b可知。辣椒素Ⅲ號(hào)氧化峰電流隨著pH值降低而急劇增加，當(dāng)pH值小于2.0后，峰電流無(wú)明顯增加，故本實(shí)驗(yàn)選擇pH 2.0磷酸鹽緩沖為支持介質(zhì)。

如圖5c所示，考察開(kāi)路情況下富集時(shí)間對(duì)辣椒素氧化峰電流的影響，發(fā)現(xiàn)在60～420 s范圍內(nèi)，辣椒素氧化峰電流隨著富集時(shí)間的延長(zhǎng)，幾乎呈線性增長(zhǎng)，這與NGO/CPE對(duì)辣椒素的吸附作用有關(guān)，富集時(shí)間越長(zhǎng)，NGO/CPE表面富集的辣椒素?cái)?shù)量越多，因此氧化峰電流不斷增大。當(dāng)富集時(shí)間超過(guò)420 s后，氧化峰電流幾乎不再增加，這是NGO/CPE對(duì)辣椒素的吸附已達(dá)到了飽和，因此本實(shí)驗(yàn)選擇的富集時(shí)間為420 s。由圖5d可知，辣椒素氧化峰電位（EP）隨著pH值的減小出現(xiàn)明顯正移，說(shuō)明辣椒素的電化學(xué)氧化反應(yīng)有質(zhì)子參與。EP與pH值呈線性關(guān)系，線性方程為EP=-0.055 04 pH+0.509 3（r=0.999），方程的斜率為-0.055 0 V/pH接近于電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等的電化學(xué)反應(yīng)理論值-0.059 2 V/pH，由此可知，辣椒素此步驟的電化學(xué)氧化涉及的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等[16-18]。

2.4 線性范圍、檢出限、穩(wěn)定性和重復(fù)性結(jié)果

圖5 NGO質(zhì)量濃度（a）、pH值（b）和富集時(shí)間（c）對(duì)100 μg/L辣椒素氧化峰電流和pH值（d）對(duì)100 μg/L辣椒素氧化峰電位的影響Fig. 5 Effect of NGO concentration (a), pH (b) and accumulation time (c)on peak current of 100 μg/L capsaicin and effect of pH (d) on peak potential of 100 μg/L capsaicin

圖6 不同質(zhì)量濃度的辣椒素在NG/CPE上的DPV曲線（a）和辣椒素質(zhì)量濃度與其氧化峰電流的校準(zhǔn)曲線（b）Fig. 6 DPV curves of different concentrations of capsaicin at NG/CPE (a) and linear relationship between peak current and capsaicin concentration (b)

如圖6所示，在最優(yōu)條件下，隨著辣椒素質(zhì)量濃度的增加，辣椒素氧化峰電流明顯增大。辣椒素響應(yīng)電流值與其質(zhì)量濃度在5.0～1 200 μg/L范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，線性方程為ip=0.003 58C-0.022 01，r為0.998，檢出限為2.0 μg/L（RSN=3）。如表1所示，方法具有更高的檢測(cè)靈敏度和更寬的線性范圍。

表1 不同修飾電極對(duì)辣椒素電化學(xué)檢測(cè)性能比對(duì)Tab le 1 Response characteristics for determ ination of capsaicin at various modified electrodes

使用同一支NGO/CPE平行測(cè)定7 次100 μg/L辣椒素，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）為2.9%。用5 支新制NGO/CPE對(duì)100 μg/L辣椒素進(jìn)行測(cè)定，RSD為4.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)所使用的NGO/CPE具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

2.5 干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果

考察多種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)分子對(duì)辣椒素測(cè)定的影響，結(jié)果表明，測(cè)量誤差在±5.0%內(nèi)，1 000 倍（以濃度計(jì)）的K+、Na+、Ca2+、M g2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+、F-、Cl-、Br-、I-、NO-3、CO32-、SO24-，500 倍葡萄糖、果糖，200 倍的VB1、VB2，100 倍的VC對(duì)100 μg/L辣椒素的測(cè)定無(wú)明顯干擾。

2.6 實(shí)際樣品的測(cè)定

取1.000 0 g辣椒粉末樣品，加入25 m L無(wú)水乙醇超聲提取60 m in，4 000 r/m in離心3m in，取上層清液，重復(fù)上述步驟3 次，收集4 次提取液，用無(wú)水乙醇定容至100 m L。取50 μL上述待測(cè)樣品加入10 m L pH 2.0磷酸緩沖液中待測(cè)定，并與比色法[32]進(jìn)行方法比對(duì)，如表2所示，本法與比色法測(cè)定結(jié)果基本一致。

表2 辣椒粉中辣椒素測(cè)定結(jié)果Table 2 Results for determ ination of capsaicin in hot pepper sam p les

3 結(jié) 論

制備了NGO材料，該材料具有大比表面和更多的反應(yīng)活性位點(diǎn)，對(duì)辣椒素的電化學(xué)檢測(cè)具有良好的增敏效果。NGO/CPE制備簡(jiǎn)單，對(duì)辣椒素檢測(cè)具有靈敏度高、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，在辣椒素快速檢測(cè)中具有一定的潛在應(yīng)用價(jià)值。

[1] 王燕, 夏延斌, 羅鳳蓮, 等. 辣椒素的分析方法及辣度分級(jí)[J]. 食品工業(yè)科技, 2006, 27(2): 208-210. DOI:10.3969/j.issn.1002-0306.2006.02.071.

[2] 鄭龍輝, 陸紅佳, 劉雄. 辣椒素生理功能研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué),2011, 32(3): 262-265.

[3] K IM Y, LEE J. Anti-in flamm atory activity o f capsaicin and dihydrocapsaicin through heme oxygenase-1induction in raw 264.7 macrophages[J]. Journal of Food Biochem istry, 2014, 38(4): 381-387.DOI:10.1111/jfbc.12064.

[4] PAPOIU A D P, YOSIPOVITCH G. Topical capsaicin, the fi re of a hot medicine is reignited[J]. Expert Opinion on Pharmacotherapy, 2010,11(8): 1359-1371. DOI:10.1517/14656566.2010.481670.

[5] BASKARAN P, KRISHNAN V, REN J, et al. Capsaicin induces browning of white adipose tissue and counters obesity by activating TRPV 1 channel-dependent mechanism s[J]. British Journal of Pharmacology, 2016, 173(15): 2369-2389. DOI:10.1111/bph.13514.

[6] CHAPA-OLIVER A M, MEJìA-TENIENTE L. Capsaicin: from plants to a cancer-suppressing agent[J]. Molecules, 2016, 21(8): 931.DOI:10.3390/molecules21080931.

[7] HA J, SEO H Y, SHIM Y S, et al. Determination of capsaicinoids in foods using ultra high performance liquid chromatography[J]. Food Science and Biotechnology, 2010, 19(4): 1005-1009. DOI:10.1007/s10068-010-0141-8.

[8] MA F, YANG Q Q, MATTH?US B, et al. Simultaneous determ ination of capsaicin and dihydrocapsaicin for vegetable oil adulteration by immunoaffi nity chromatography cleanup coupled w ith LC-MS/MS[J].Journal of Chromatography B, 2016, 1021: 137-144. DOI:10.1016/j.jchromb.2015.12.017.

[9] 韓玉珠, 石磊嶺, 金莎, 等. 反相高效液相色譜法測(cè)定辣椒中4 種辣椒堿類成分的含量[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(16): 257-260.

[10] 趙琴, 胡藝凡, 許靜, 等. 固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜快速檢測(cè)食用油和地溝油中辣椒素和二氫辣椒素[J]. 分析科學(xué)學(xué)報(bào),2014, 30(6): 777-782. DOI:10.13526/j.issn.1006-6144.2014.06.001.

[11] 董新榮, 王錦, 劉仲華, 等. 辣椒素的熒光分析方法研究[J]. 天然產(chǎn)物與開(kāi)發(fā), 2007, 19(1): 135-137. DOI:10.16333/j.1001-6880.2007.01.035.

[12] 俞蔚, 雍克嵐. 辣椒素的熒光特征研究[J]. 食品科學(xué), 2003, 24(11):105-108. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2003.11.025.

[13] DAVIS C B, MARKEY C E, BUSCH M A, et al. Determ ination of capsaicinoids in habanero peppers by chemometric analysis of UV spectral data[J]. Journal of Agricultural & Food Chem istry, 2007,55(15): 5925-5933. DOI:10.1021/jf070413k.

[14] YANG Q Q, ZHU J G, MA F, et al. Quantitative determ ination of major capsaicinoids in serum by ELISA and time-resolved fluorescent imm unoassay based on m onoclonal antibodies[J].Biosensors and Bioelectronics, 2016, 81(15): 229-235. DOI:10.1016/j.bios.2016.02.074.

[15] LIU L H, CHEN X G, LIU J L, et al. Determ ination of capsaicin and dihydrocapsaicin in capsicum anuum and related products by capillary electrophoresis w ith a m ixed surfactant system[J]. Food Chem istry,2010, 119(3): 1228-1232. DOI:10.1016/j.foodchem.2009.08.045.

[16] KACHOOSANGI R T, W ILDGOOSE G G, COMPTON R G. Carbon nanotube-based electrochem ical sensors for quantifying the ‘heat’ of chilli peppers: the adsorptive stripping voltammetric determ ination of capsaicin[J]. Analyst, 2008, 133(7): 888-895. DOI:10.1039/b803588a.

[17] YARDIM Y. Sensitive detection of capsaicin by adsorptive stripping voltammetry at a boron-doped diamond electrode in the presence of sodium dodecylsulfate[J]. Electroanalysis, 2011, 23(10): 2491-2497.DOI:10.1002/elan.201100275.

[18] YA Y, MO L X, WANG T S, et al. Highly sensitive determ ination of capsaicin using a carbon paste electrode modified w ith am inofunctionalized mesoporous silica[J]. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces, 2012, 95: 90-95. DOI:10.1016/j.colsurfb.2012.02.025.

[19] XUE Z H, HU C X, RAO H H, et al. A novel electrochemical sensor for capsaicin based on mesoporous cellular foams[J]. Analytical Methods, 2015, 7(3): 1167-1174. DOI:10.1039/C4AY02537G.

[20] WANG Y, HUANG B B, DAI W L, et al. Sensitive determ ination of capsaicin on Ag/Ag2O nanoparticles/reduced graphene oxide modified screen-printed electrode[J]. Journal of Electroanalytical Chem istry,2016, 776: 93-100. DOI:10.1016/j.jelechem.2016.06.031.

[21] WU S X, ZENG J M, XIE H, et al. Capsaicin determ ination and chili sauce discrim ination using low-cost and portable electrochem ical sensors based on all graphite pencil electrodes[J]. Analytical Methods,2016, 39(8): 7025-7029. DOI:10.1039/C6AY01754A.

[22] CHEN X M, WU G H, JIANG Y Q, et al. Graphene and graphenebased nanomaterials: the prom ising materials for bright future of electroanalytical chem istry[J]. Analyst, 2011, 136(22): 4631-4640.DOI:10.1039/C1AN15661F.

[23] SHAO Y Y, WANG J, WU H, et al. Graphene based electrochemical sensors and biosensors: a review[J]. Electroanalysis, 2010, 22(10):1027-1036. DOI:10.1002/elan.200900571.

[24] 于小雯, 盛凱旋, 陳驥, 等. 基于石墨烯修飾電極的電化學(xué)生物傳感[J].化學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 72(3): 319-332. DOI:10.6023/A13080848.

[25] WANG Y, SHAO Y Y, MATSON D W, et al. Nitrogen-doped graphene and its application in electrochem ical biosensing[J]. ACS Nano, 2010,4(4): 1790-1798. DOI:10.1021/nn100315s.

[26] 李寧波, 何鳳云, 李麗, 等. 高濃度抗壞血酸存在下氮摻雜石墨烯/殼聚糖修飾電極對(duì)尿酸的選擇性測(cè)定[J]. 分析化學(xué), 2015, 43(12):1859-1863. DOI:10.1189/j.issn.0253-3820.150340.

[27] GUO H L, PENG S, XU J H, et al. Highly stable pyridinic nitrogen doped graphene modified electrode in simultaneous determ ination of hydroquinone and catechol[J]. Sensors and Actuators B: Chem ical,2014, 193: 623-629. DOI:10.1016/j.snb.2013.12.018.

[28] XUE X D, WEI Q, WU D, et al. Determ ination of methyl parathion by a molecularly imprinted sensor based on nitrogen doped graphene sheets[J]. Electrochim ica Acta, 2014, 116: 366-371. DOI:10.1016/j.electacta.2013.11.075.

[29] DU M, SUN J, CHANG J, et al. Synthesis of nitrogen-doped reduced graphene oxide directly from nitrogen-doped graphene oxide as a highperformance lithium ion battery anode[J]. RCS Advances, 2014, 80:42412-42417. DOI:10.1039/C4RA05544F.

[30] CHEN D, FENG H B, LI J H. Graphene oxide: preparation,functionalization, and electrochem ical applications[J]. Chem ical Reviews, 2012, 112(11): 6027-6053. DOI:10.1021/cr300115g.

[31] TAJABADI M T, BASIRUN W J, LORESTANI F, et al. Nitrogendoped graphene-silver nanodendrites for the non-enzymatic detection of hydrogen peroxide[J]. Electrochim ica Acta, 2015, 151: 126-133.DOI:10.1016/j.electacta.2014.11.031.

[32] 楊玉珍. 香蘭素-亞硝酸鈉比色法對(duì)辣椒素的測(cè)定[J]. 分析試驗(yàn)室,1994, 13(3): 46-48. DOI:10.13595/j.cnki.issn1000-0720.1994.0082.

Highly Sensitive Determ ination of Capsaicin Based on Nitrogen-Doped Graphene Oxide Modified Carbon Paste Electrode

YA Yu, JIANG Cuiwen, LI Tao, TANG Li, NING Dejiao, YAN Feiyan, XIE Liping*
(Quality Inspection and Test Center for Sugarcane and Its Product (Nanning), M inistry of Agriculture, Agro-Products Quality Safety and Testing Technology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China)

Nitrogen-doped graphene oxide (NGO) was synthesized by a one-step hydrothermal method and characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transm ission electron m icroscopy (TEM). A NGO modified carbon paste electrode (NGO/CPE) was prepared, and the electrochem ical behaviors of capsaicin at NGO/CPE were studied. Experimental results showed that the voltammetric response of capsaicin at NGO/CPE was greatly improved when compared w ith bare carbon paste electrode (CPE). Some parameters such as NGO concentration, accumulation time and pH were optim ized.Capsaicin was determined by using differential pulse voltammetry. Under optimal conditions, the peak current was linearly proportional to capsaicin concentration in the range of 5.0 to 1 200 μg/L, w ith a lim it of detection (LOD) of 2.0 μg/L (RSN= 3).The proposed method was applied for the determination of capsaicin in hot pepper samples, and the results well agreed w ith those obtained by colorimetry.

nitrogen-doped graphene oxide; capsaicin; modified electrode; electroanalysis; differential pulse voltammetry

10.7506/spkx1002-6630-201722032

O657.1

A

1002-6630（2017）22-0211-05

牙禹, 蔣翠文, 李燾, 等. 基于氧化氮摻雜石墨烯修飾碳糊電極高靈敏測(cè)定辣椒素[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(22): 211-215.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201722032. http://www.spkx.net.cn

YA Yu, JIANG Cuiwen, LI Tao, et al. Highly sensitive determ ination of capsaicin based on nitrogen-doped graphene oxide modified carbon paste electrode[J]. Food Science, 2017, 38(22): 211-215. (in Chinese w ith English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201722032. http://www.spkx.net.cn

2017-02-15

廣西自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（2015GXNSFBA139037）；廣西農(nóng)科院優(yōu)勢(shì)學(xué)科團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（桂農(nóng)科2015YT94）

牙禹（1983—），男，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)殡姺治龌瘜W(xué)。E-mail：yayu1026@163.com

*通信作者：謝麗萍（1980—），女，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。E-mail：lpxie2016@163.com