摘? 要：借助多壁碳納米管修飾電極對奈福泮有良好的電催化活性，以多壁碳納米管修飾玻碳電極為工作電極，鉑絲電極為對電極，飽和氯化銀電極為參比電極形成三電極體系，在支持電解質(zhì)為pH=7的磷酸鹽緩沖液下研究了奈福泮-聯(lián)吡啶釕體系[Ru（bpy）32+]的電化學(xué)發(fā)光行為，建立了多壁碳納米管（MWCNTs）修飾劑固載聯(lián)吡啶釕體系[Ru（bpy）32+]測定鹽酸奈福泮的電致化學(xué)發(fā)光分析方法.研究結(jié)果表明：在0.1 mol/L、pH為7.5的磷酸緩沖溶液中，當(dāng)修飾量為3 μL，釕的濃度為0.2 mmol/L，掃描速率為100 mV/s時，ECL的峰高與奈福泮的濃度在? ? ? ? ? ? ? ? ? 1×10-5～1×10-4 mol/L內(nèi)成良好線性關(guān)系，線性方程為I=908.95[×]105x-323.88（R2=0.995 1），檢出限為4[×10-8] mol/L（S/N=3），RSD為1.57%，并測得其回收率為97.85%～103.01%.該方法具有較高的選擇性和靈敏度，樣品處理簡單快速，用于奈福泮的測定，結(jié)果滿意.

關(guān)鍵詞：聯(lián)吡啶釕;電致化學(xué)發(fā)光;奈福泮;玻碳電極

中圖分類號：O657.3? ? ? ? ? ? DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2020.04.017

0? ? 引言

鹽酸奈福泮，化學(xué)名為5-甲基-1-苯基-3，4，5，6-四氫-1H-2，5-氧氮苯并辛因鹽酸鹽，是一種新型的非成癮性、非麻醉性中樞鎮(zhèn)痛藥[1]，對中、重度疼痛非常有效[2].

目前，常用的奈福泮的檢測分析方法有：紫外分光光度法[3]、飽和水溶液法[4]、微流控芯片非接觸電導(dǎo)檢測法[5]、高效液相色譜法[6]、酸性染料比色法[7]、離子選擇性電極法[8]，但這些方法具有操作麻煩、耗時長、消耗成本高等缺點(diǎn).基于此，本研究借助多壁碳納米管修飾電極對奈福泮有良好的電催化活性[9]，利用多壁碳納米管優(yōu)良的傳遞速率[10]，以多壁碳納米管修飾玻碳電極為工作電極[11]，采用滴涂法將穩(wěn)定性強(qiáng)、發(fā)光效率高、氧化還原可逆的聯(lián)吡啶釕固載于電極表面，建立了多壁碳納米碳管修飾電極用于電致化學(xué)發(fā)光檢測奈福泮的高效測定[12].這種測定方法與催化溶解氧還原結(jié)合可以用于電化學(xué)發(fā)光免疫分析，且分析效果顯著;同時基于保泰松對電化學(xué)發(fā)光信號的增敏作用，結(jié)合多壁碳納米管的電催化活性，此測定方法還可以用于藥物臨床分析和質(zhì)量監(jiān)控.

1? ? 實(shí)驗(yàn)部分

1.1? ?儀器和試劑

1.1.1? ?試劑及主要試劑配制

所有溶液調(diào)配所需的水皆為超純水，配制0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液（PBS）使用的是0.1 mol/L磷酸二氫鈉和0.1 mol/L磷酸氫二鈉.配制鐵氰化鉀溶液使用的是[1.0×10-3] mol/L鐵氰化鉀，[1.0×10-3] mol/L亞鐵氰化鉀和0.1 mol/L的氯化鉀.

1.1.2? 實(shí)驗(yàn)儀器

儀器及生產(chǎn)廠家如表2所示.鉑絲電極（對電極），飽和氯化銀電極（參比電極），多壁碳納米管修飾玻碳電極（工作電極）形成三電極體系.

1.2? ?實(shí)驗(yàn)原理

制備了多壁碳納米管修飾玻碳電極，采用循環(huán)伏安法研究了鹽酸萘福泮在修飾電極上的電化學(xué)特性，發(fā)展了一種新的檢測鹽酸萘福泮的電化學(xué)分析方法.通過鉑絲電極，多壁碳納米管修飾玻碳電極，飽和氯化銀電極為三電極體系，支持電解質(zhì)為pH=7的磷酸鹽緩沖液，發(fā)光強(qiáng)度-時間曲線由MPI-E型電致化學(xué)發(fā)光工作站得出，光電倍增管用于收集待測樣品的ECL強(qiáng)度.分別記錄[Ru（bpy）2+3]的發(fā)光強(qiáng)度和[Ru（bpy）2+3]與鹽酸奈福泮體系的發(fā)光強(qiáng)度，繪制校正曲線，最后進(jìn)行回收率的對比以及實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備條件的優(yōu)化，得到優(yōu)化后的線性方程，進(jìn)而檢測鹽酸萘福泮的含量.

1.3? ?修飾電極的制備[13]

1.3.1? 裸電極的預(yù)處理

電極在修飾前，依次用0.3 μm和0.05 μm的氧化鋁粉末在麂皮上拋光成鏡面，按照超純水、乙醇、超純水的順序各超聲15 s，用玻碳電極、飽和氯化銀電極和鉑絲電極組成三電極系統(tǒng)，放于鐵氰化鉀溶液中，使用電化學(xué)工作站循環(huán)伏安法檢測是否拋光完成，當(dāng)其電位差值[在]0.064～0.080 V范圍內(nèi)則代表拋光完成，用N2吹干，作為待修飾裸電極.

1.3.2? 修飾液的制備

稱取0.5 mg多壁碳納米管（MWCNTs）分散于1.0 mL含有0.05ω Nafion的乙醇-超純水（1∶4，V/V）中，通過超聲波清洗器超聲分散30 min，得到分散均勻的多壁碳納米管（Nafion-MWCNTs）修飾液.

1.3.3? 修飾電極的制備

使用移液槍量取1～6 μL的0.5 mg/mL的Nafion-MWCNTs修飾液，滴涂于處理好的裸電極表面.修飾完畢后，室溫下自然晾干，即得到實(shí)驗(yàn)所用修飾電極.

1.3.4? 樣品溶液的配制

稱取0.289 8 g鹽酸奈福泮樣品，加超純水混勻后使用10 mL容量瓶定容，得到濃度為0.1 mol/L的樣品溶液;再根據(jù)需求繼續(xù)定容，直至得到實(shí)驗(yàn)使用的[1×10-5] mol/L的奈福泮樣品溶液.

1.3.5? 混合液的制備

將制備好的緩沖液和[Ru（bpy）2+3]藥品按照1∶1的比例混合，得到混合溶液.

1.3.6? ?ECL強(qiáng)度的測量

使用電化學(xué)發(fā)光工作系統(tǒng)，將藥品混合液加入流通池中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作參數(shù)，記錄最穩(wěn)定光強(qiáng)，平行測試3次.

2? ? 結(jié)果與討論

2.1? ?電化學(xué)發(fā)光行為

考察聯(lián)吡啶釕及聯(lián)吡啶釕與鹽酸奈福泮體系的電化學(xué)發(fā)光的影響（意義在于本藥品可以產(chǎn)生電化學(xué)發(fā)光）[14]，整個體系的ECL光強(qiáng)度始于0 V，且強(qiáng)度最高值均位于氧化峰（8.2 V）.從裸電極曲線與修飾電極曲線（見圖1）可看出，在其他條件相同的情況下，修飾過后的電極相比未修飾的電極ECL強(qiáng)度增加30倍.

2.2? ?ECL強(qiáng)度的選擇

實(shí)驗(yàn)中，在100 mV/s的掃描速率下多次進(jìn)行循環(huán)伏安掃描時發(fā)現(xiàn)，初次掃描的氧化峰電流最大，對應(yīng)的ECL強(qiáng)度最大;第2次與第3次掃描的峰電流以及ECL強(qiáng)度相繼降低;其后多次掃描的氧化峰電流和ECL強(qiáng)度基本保持不變.

2.3? ?實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

2.3.1? 修飾液用量的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)考察了不同的修飾量對鹽酸奈福泮ECL發(fā)光強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖2—圖3所示.

結(jié)果表明，在修飾液濃度為0.5 mg/mL條件[15]下進(jìn)行時，隨著修飾量的增加，ECL強(qiáng)度出現(xiàn)特征性變化.如圖2所示，在1～3 [μL]的范圍內(nèi)，ECL光強(qiáng)隨修飾量的增加而增加，這是因?yàn)樾揎椓康脑黾訛殡娮犹峁┝烁蟮谋缺砻娣e和更多的反應(yīng)活性位點(diǎn).當(dāng)修飾量大于3 [μL]后，ECL光強(qiáng)開始隨著修飾量的增加而減小，這是因?yàn)樾揎椖み^厚影響了電子的傳遞，因此，選擇3 [μL]作為最佳的修飾量.從圖3可看出，隨時間增加，ECL光強(qiáng)出現(xiàn)特征性變化，各修飾量發(fā)光強(qiáng)度均在8～10 s內(nèi)達(dá)到最大值，也可證明在電子傳遞過程中，氧化還原反應(yīng)在8～10 s內(nèi)產(chǎn)生了電化學(xué)發(fā)光響應(yīng).1 [μL]和2 [μL]比3 [μL]的光強(qiáng)低是因?yàn)樾揎椓可?，提供的比表面積和反應(yīng)活性位點(diǎn)少;4 [μL和5 μL]比3 [μL]的光強(qiáng)低是因?yàn)槠湫揎椖み^厚，儀器施加電壓無法穿透完全，導(dǎo)致其產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)電子不如3 [μ]L的多;4 [μL和5] [μL]之所以比1 [μL]和2 [μL]的光強(qiáng)高，是因?yàn)樾揎椨昧慷?，即使電壓無法完全穿透其修飾膜，但仍然比完全穿透膜的1 [μL]和2 [μL]產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)電子多.

2.3.2? ?pH值的優(yōu)化

緩沖體系的pH值對胺類藥物與[Ru（bpy）2+3]反應(yīng)有著重要的影響，實(shí)驗(yàn)考察Na2HPO4-NaH2PO4緩沖體系對聯(lián)吡啶釕與鹽酸奈福泮體系的ECL及其電化學(xué)發(fā)光的影響.結(jié)果如圖4—圖5所示.

圖4結(jié)果表明，隨著pH值的增大，發(fā)光強(qiáng)度出現(xiàn)特征性變化.pH值在6.5～7.5的范圍內(nèi)，隨著pH值增加，發(fā)光強(qiáng)度增大;當(dāng)pH[>]7.5后，發(fā)光強(qiáng)度隨著pH值的增大而降低，在pH=7.5時發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最高值，故本實(shí)驗(yàn)選擇的是pH=7.5的PBS緩沖體系.圖5結(jié)果表明，隨著時間的增加，不同pH值的發(fā)光強(qiáng)度均在8～9 s內(nèi)出現(xiàn)最大值，這是因?yàn)樵陔娮觽鬟f過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，所以在8～9 s時產(chǎn)生了電化學(xué)發(fā)光響應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng).

2.3.3? ?[Ru（bpy）2+3]濃度的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)考察了不同濃度的[Ru（bpy）2+3]對鹽酸奈福泮ECL強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖6—圖7所示.

圖6結(jié)果表明，[Ru（bpy）2+3]濃度對發(fā)光強(qiáng)度也會產(chǎn)生一定的影響，在0.08～0.20 mmol/L的濃度范圍內(nèi)，隨著[Ru（bpy）2+3]濃度的增加，ECL強(qiáng)度增大;但當(dāng)[Ru（bpy）2+3]的濃度達(dá)到0.20 mmol/L時，隨著[Ru（bpy）2+3]濃度的增加，ECL強(qiáng)度減小，故選擇0.20 mmol/L的[Ru（bpy）2+3]濃度.如圖7所示，隨著時間增加，ECL光強(qiáng)均在8～9 s出現(xiàn)最大值，這是因?yàn)樵陔妷翰蛔兊那闆r下，電極表面產(chǎn)生激發(fā)態(tài)電子，激發(fā)態(tài)電子在還原[Ru（bpy）2+3]后返回基態(tài)產(chǎn)生光強(qiáng)，所以一開始隨著[Ru（bpy）2+3]濃度的增加，激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的電子增加導(dǎo)致光強(qiáng)增大.當(dāng)[Ru（bpy）2+3]的濃度增加到一定值后，隨著掃描時間的增加，電子活性降低，傳遞速率減慢，所以其發(fā)光體系產(chǎn)生的光強(qiáng)會逐漸降低.為了得到更高的ECL光強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)選擇0.2 mmol/L的[Ru（bpy）2+3]濃度.

2.3.4? 儀器參數(shù)的優(yōu)化

掃描速率：實(shí)驗(yàn)考察了不同的掃描速率（40～120 mV/s）對發(fā)光強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖8所示.

由圖8可知，在40～100 mV/s的掃描速率范圍內(nèi)，發(fā)光強(qiáng)度隨著掃描速率的增大而不斷增大;當(dāng)達(dá)到100 mV/s時 ，ECL發(fā)光強(qiáng)度增加趨于平緩，這是因?yàn)閽呙杷俾室呀?jīng)足夠大，使得電極表面產(chǎn)生的聯(lián)吡啶釕（Ⅲ）速率與電極比表面積達(dá)到平衡.考慮到光電倍增管的使用壽命，故選擇100 mV/s的掃描速率為最佳實(shí)驗(yàn)條件.

2.4? ?線性方程

實(shí)驗(yàn)選定的最佳條件下，通過電致化學(xué)發(fā)光工作站記錄不同濃度的鹽酸奈福泮標(biāo)準(zhǔn)溶液的發(fā)光強(qiáng)度[16]，以相對峰高對濃度進(jìn)行線性回歸，如圖9所示，其對應(yīng)電化學(xué)發(fā)光圖如圖10所示.

鹽酸奈福泮的濃度在1[×]10-5～1[×]10-4 mol/L的范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，線性方程：I=908.95[×]105x-323.88，檢出限為4[×10-8] mol/L（S/N=3）.連續(xù)測定1[×]10-5 mol/L的鹽酸奈福泮[17]，發(fā)光強(qiáng)度值的RSD為1.46%，可見本方法具有較高的靈敏度[18].

2.5? ?方法效果比較

通過查閱文獻(xiàn)，對檢測鹽酸萘福泮的多種方法進(jìn)行比較分析，如表3所示.

2.6? ?回收率

2.7? ?樣品分析

稱取5片鹽酸奈福泮藥片研磨粉碎，稱取0.289 8 g鹽酸奈福泮樣品[21]加水溶解，經(jīng)超聲充分震碎[22]，混勻過濾后用水定容于100 mL的棕色容量瓶中，得到0.01 mol/L的鹽酸奈福泮，經(jīng)稀釋后得到1[×]10-5 mol/L的樣品溶液[23]，在最佳條件下進(jìn)行測定，測定結(jié)果如表5所示.

樣品分析可得該方法可用于有效分析，測定鹽酸奈福泮.

3? ? 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)中并未純化過的多壁碳納米管，經(jīng)過完成修飾電極和優(yōu)化條件后，得到碳納米管修飾電極檢測鹽酸奈福泮的ECL光強(qiáng)度比裸電極高30倍，0.5 mg/mL鹽酸萘福泮的最優(yōu)修飾量為3 [μL]，最佳pH值為7.5，最佳[Ru（bpy）2+3]濃度為0.2 mmol/L，最佳掃描速率為100 mV/s.與常規(guī)修飾的金屬電極相比，玻碳電極更易操作，且鹽酸奈福泮在1×10-5～1×10-4 mol/L的濃度范圍內(nèi)呈良好線性規(guī)律，線性方程為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? I=908.95[×]105x-323.88，R2=0.995 1，實(shí)驗(yàn)說明其監(jiān)測范圍廣，可以快速準(zhǔn)確地檢測出微量的鹽酸奈福泮的含量.

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