齊衍超 陳燕 超海鵬 鞏峰賢
濰坊市食品藥品檢驗檢測中心 山東濰坊 261105
近年來,毛細管電泳在和各種檢測技術(shù)的融合運用的過程中體現(xiàn)出良好的分析能力,可分析范圍較廣。但毛細管電泳也存在一些缺點,如它的進樣量很小,需要檢測儀器具備很高的靈敏度,響應(yīng)速度以及空間分辨能力。因此,人們對檢測器進行了持續(xù)研究,近年來,電化學(xué)(ECL)技術(shù)憑借其簡單、可以實現(xiàn)微型環(huán)境的高靈敏檢測的特點,被應(yīng)用于毛細管電泳分離檢測。1987年,Danielson等人提出Ru(bpy)32+和烷基胺的電化學(xué)技術(shù),說明了電化學(xué)強度與胺結(jié)構(gòu)的關(guān)系[1]。從此Ru(bpy)32+ECL體系逐漸在應(yīng)含氮化合物分析中得到廣泛應(yīng)用。而毛細管電泳Ru(bpy)32+電化學(xué)發(fā)光聯(lián)用技術(shù)(CE-ECL)兼具高效電泳分離、靈敏電化學(xué)發(fā)光檢測的功能,在藥物、環(huán)境污染等方面的檢測中應(yīng)用越來越廣泛。
鹽酸硫利噠嗪,又成為鹽酸甲硫達嗪,其化學(xué)式為C21H26N2S2·HCl,顏色呈白色或類白色,形態(tài)為結(jié)晶性粉末,有輕微的臭味,能溶解于乙醇,是一種抗精神病藥。利用CE-ECL分析檢測鹽酸硫利噠嗪可以獲得更高的靈敏度,而且操作簡便,損耗較小。
鹽酸硫利噠嗪購自中國藥品生物制品檢定所。試驗所需的氯化三聯(lián)吡啶耔六水和物購自于J&K化學(xué)藥品公司。用Na2HP04、KH2P04配制成pH值不同的一組68mmol/L的磷酸緩沖溶液。試驗所需的水均為蒸餾水,化學(xué)試劑的純度基本均在分析純以上,全部試驗所需溶液在使用前都經(jīng)由水膜過濾處理。
電化學(xué)分析儀:EC6100型(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)
工作電極:直徑一毫米鉑電極
參比電極:Ag/AgCl電極。
毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測儀:RM02-MPI-A型(北京中西遠大科技有限公司),該檢測儀主要包括四個部分:數(shù)控采集分析儀、化學(xué)發(fā)光檢測器、高壓電源、恒電位儀。
電化學(xué)發(fā)光檢測池:該檢測池處于發(fā)光檢測器中,主要由三電極系統(tǒng)構(gòu)成,分別為工作電極:直徑300μm的鉑電極;參比電極:Ag/AgCl電極;鉑電極作為對電極。可以將Ru(bpy)32+溶液加入磷酸緩沖液中,但Ru(bpy)32+將吸附于毛細管上,降低毛細管電泳的分析效率。因此,一般情況下都是將Ru(bpy)32+溶液加入到電化學(xué)發(fā)光檢測池中,在施加制定電位,Ru(bpy)32+將在工作電極表明被氧化成Ru(bpy)32+毛細管末端和工作電極表面的距離應(yīng)設(shè)為100μm。待分析的藥物樣品從毛細管中轉(zhuǎn)移出來后與Ru(bpy)32+在工作電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成激發(fā)態(tài)Ru(bpy)32+,它在恢復(fù)到基態(tài)的過程中會釋放光子[2]。利用光電倍增管收集光信號??紤]到溶劑會蒸發(fā)以及毛細管內(nèi)部流出溶液的稀釋作用,需要每隔兩個小時更換一次Ru(bpy)32+,以免影響Ru(bpy)32+溶液濃度,大致分析過程受到干擾或產(chǎn)生損耗效應(yīng)。
未涂層熔融石英毛細管:(50μm×50cm,有效長度41cm),第一次使用前需要使用將其置于0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡二十四小時,取50cm長的未涂層熔融石英毛細管置于兩溶液池之間充當分離通道,在進樣端施加高壓,每次運行前用NaOH沖洗十分鐘,再用緩沖溶液沖洗至CL基線平穩(wěn)。
在10ml的乙醇中溶解40.7mg的鹽酸硫利噠嗪制取0.01mol/L的鹽酸硫利噠嗪母液,將其放置于冰箱中,溫度控制在4℃。每次開始試驗前,可以用乙醇稀釋鹽酸硫利噠嗪母液,以制得濃度不同的標準溶液。
在Ru(bpy)32+溶液中鹽酸硫利噠嗪的循環(huán)伏安如下圖所示:
圖1 鹽酸硫利噠嗪的循環(huán)伏安
如上圖所示,曲線a表示磷酸緩沖溶液中鉑電極的循環(huán)伏安圖,由圖可知其沒有氧化還原峰,但是鉑電極Ru(bpy)32+溶液中的循環(huán)伏安圖存在非常明顯的氧化還原峰,這個氧化還原峰是Ru(bpy)32+所獨有的。當我們將100Lμ,摩爾濃度為O.01mol/L利用乙醇稀釋制成的鹽酸硫利噠嗪標準溶液加入800Lμ、摩爾濃度為5mmol/LRu(bpy)32+溶液后,將得到如圖1中的曲線c所示與之前明顯不同的循環(huán)伏安圖。此時氧化峰的電流增大,而還原峰的電流減小。這是因為Ru(bpy)32+在工作電極的表面發(fā)生氧化反應(yīng)失去一個電子生成Ru(bpy)32+,Ru(bpy)32+從鹽酸硫利噠嗪溶液中得到一個電子恢復(fù)成二價態(tài),但是卻呈現(xiàn)出激發(fā)態(tài),當處于激發(fā)態(tài)的Ru(bpy)32+回復(fù)到基態(tài)的過程中將釋放光子??梢姡瑥哪撤N意義上來說,Ru(bpy)32+濃度明顯增加,自然就會出現(xiàn)氧化峰電流增大、還原峰電流減小的現(xiàn)象,我們可以利用這一現(xiàn)象來檢測鹽酸硫利噠嗪。
根據(jù)上述分析可知,當鹽酸硫利噠嗪溶液經(jīng)由毛細管電泳至電化學(xué)發(fā)光檢測池中后,光電倍增管將會收集到光信號,根據(jù)此原理檢測鹽酸硫利噠嗪。為了增強試驗效果,需要針對影響鹽酸硫利噠嗪電化學(xué)發(fā)光信號強度以及分離效果的各種因素進行優(yōu)化,如應(yīng)用電壓、迸樣電壓、持續(xù)進樣時間、磷酸緩沖溶液pH值等。
應(yīng)用電壓對電化學(xué)發(fā)光強度的影響。發(fā)光試劑氧化速率會影響電化學(xué)發(fā)光強度,而,工作電極上的應(yīng)用電壓會影響光試劑氧化速率。應(yīng)用電壓過低,Ru(bpy)32+難以被氧化,應(yīng)用電壓上升時,電化學(xué)發(fā)光強度也會提升,當超過1.2v時電化學(xué)發(fā)光強度又會降低。因此,1.2V就是最佳的應(yīng)用電壓。
進樣電壓大小、進樣持續(xù)時間長短對電化學(xué)發(fā)光強度有較大影響,因為分析物的量由進樣電壓、進樣持續(xù)時間決定,分析物的量又決定了電化學(xué)發(fā)光強度。當進樣持續(xù)10s,進樣電壓為10kV,電化學(xué)強度將顯著增強。
(3)電化學(xué)發(fā)光反應(yīng)和pH有直接關(guān)系,因此,磷酸緩沖溶液pH值會影響電化學(xué)發(fā)光強度。在本次試驗中pH值從6.5上升至8.0時,電化學(xué)發(fā)光強度提升,當pH值超過8.0,時,電化學(xué)發(fā)光強度減小。
綜上所述,本文采用毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光CE-ECL方法構(gòu)建了操作簡便、結(jié)果可靠、復(fù)現(xiàn)性好的方法用于檢測鹽酸硫利噠嗪,并針對相關(guān)的試驗儀器、試驗條件進行了分析優(yōu)化。試驗證明該方法可以用于藥物檢測,生物活性的分析。