活化玻碳電極伏安法測(cè)定抗壞血酸

韓俊鳳，蔡雪，賈林艷，張黎，姜麗偉

（牡丹江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157000）

抗壞血酸（AA）是人體必需的重要維生素之一，在氧化還原代謝反應(yīng)中起調(diào)節(jié)作用，缺乏它可引起壞血病和免疫力低下。抗壞血酸的測(cè)定方法主要有：分光光度法[1]、色譜法[2]、電化學(xué)方法[3-4]等。電化學(xué)方法具有成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)定AA 切實(shí)可行的方法之一，但由于AA 在裸電極上的氧化電位較高，導(dǎo)致檢測(cè)過(guò)程中易受到其它物質(zhì)的干擾，因此，研究高靈敏度和高選擇性的方法勢(shì)在必行。本文采用電化學(xué)預(yù)處理方法對(duì)玻碳電極表面進(jìn)行活化改性處理，有效的降低AA 的過(guò)電位，增強(qiáng)電極的伏安響應(yīng)，提高了分析靈敏度和選擇性，將活化電極應(yīng)用于果汁樣品中AA 的含量測(cè)定，結(jié)果比較滿意。

1 試樣制備與試驗(yàn)方法

1.1 儀器與試劑

LK2005A 型電化學(xué)分析儀：天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司；JCX-600G 超聲波清洗機(jī)：山東濟(jì)寧超聲電子儀器廠；PHS-2 型酸度計(jì)：上海大普儀器有限公司；三電極系統(tǒng)：活化玻碳電極為工作電極，甘汞電極為參比電極，鉑片電極為輔助電極。果汁：市售。抗壞血酸：分析純，沈陽(yáng)市試劑五廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 活化電極的制備

先將裸玻碳電極在金相砂紙上打磨，用0.05 μm Al2O3粉拋光至鏡面，二次蒸餾水沖洗，再依次用1∶1 HNO3、無(wú)水乙醇、二次蒸餾水超聲清洗各2 min，然后置于0.5 mol/L H2SO4溶液中，用循環(huán)伏安法在-1.0 V～1.0 V 范圍內(nèi)以0.1 V/s 的掃速掃描至電流穩(wěn)定，二次蒸餾水沖洗干凈后用于測(cè)定。

1.2.2 抗壞血酸的測(cè)定

在25 mL 容量瓶中加入5 mL HAc-NaAc 緩沖溶液，一定量的抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度，搖勻后移至電解池中，插入三電極系統(tǒng)，用差分脈沖伏安法記錄0 V～1 V 的伏安曲線。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 活化玻碳電極的伏安特性

圖1 為1.136×10-3mol/L AA 在裸玻碳電極和活化玻碳電極上的循環(huán)伏安曲線。

圖1 玻碳電極（a）與活化玻碳電極（b）靈敏度比較Fig.1 Comparison of sensitivity of bare GC electrode（a）and active GC electrode（b）

抗壞血酸在裸玻碳電極上的氧化峰電位為0.408 V，在活化玻碳電極上的峰電位為0.192 V，峰電位負(fù)移216 mV，且峰電流明顯增加，可極大地提高測(cè)定的靈敏度。

2.2 支持電解質(zhì)的選擇

考察了HCl、H2SO4、HAc-NaAc 作為支持電解質(zhì)時(shí)抗壞血酸的伏安行為，結(jié)果表明，在HAc-NaAc（pH=5.4）緩沖溶液中，抗壞血酸的峰電流最大，峰電位穩(wěn)定，峰形尖銳。

2.3 最佳差分參數(shù)的選擇

2.3.1 電位增量

分別選取電位增量為0.002、0.004、0.005、0.006、0.008、0.01 V 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖2。

圖2 電位增量的選擇Fig.2 Selection of increment of potential

結(jié)果表明：峰電流隨電位增量的變化不明顯，當(dāng)電位增量為0.004 V 時(shí)，峰電流最大，超過(guò)0.006 V 后波形變差。

2.3.2 脈沖幅度

分別選取脈沖幅度為0.01、0.02、0.05、0.075、0.1、0.125、0.2 V 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖3。

結(jié)果表明：峰電流受脈沖幅度的影響最大。脈沖幅度為0.1V 時(shí)峰電流最大，超過(guò)0.1 V 后，峰電流逐漸減小。

圖3 脈沖幅度的選擇Fig.3 Selection of pulse amplitude

2.3.3 脈沖寬度

分別選取脈沖寬度為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.75、1 s 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖4。

圖4 脈沖寬度的選擇Fig.4 Selection of pulse width

結(jié)果表明：脈沖寬度為0.5 s 時(shí)，峰電流最大。

2.3.4 脈沖間隔

分別選取脈沖間隔為0.05、0.1、0.2、0.5、1、1.5 s 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖5。

圖5 脈沖間隔的選擇Fig.5 Selection of pulse interval

結(jié)果表明：脈沖間隔為0.5 s 時(shí)，峰電流最大，峰形較好。脈沖間隔太小會(huì)導(dǎo)致充電電流干擾大，波形變差；脈沖間隔太大則掃描速度變慢。

2.4 線性范圍及干擾實(shí)驗(yàn)

在所選定的最佳條件下，抗壞血酸濃度在5 mg/L～400 mg/L 范圍內(nèi)與峰電流呈良好的線性關(guān)系，見(jiàn)圖6。

線性回歸方程為Ip=40.364c+19.324（Ip∶μA，c∶g/L），相關(guān)系數(shù)r=0.992 1，檢出限為0.96 mg/L。對(duì)0.2 g/L 的溶液重復(fù)測(cè)定7 次，RSD 為0.948%，表明活化電極具有良好的重現(xiàn)性。

圖6 不同濃度的AA 在活化玻碳電極上的DPV 圖Fig.6 The DPV curves containing different concentrations of ascorbic acid（a→h：mg/L）：5，8，24，40，80，160，240，400，at active glassy carbon electrode

2.5 樣品測(cè)定

取果汁樣品2.5 mL，在選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下，按照1.2 實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表1。果汁樣品中的AA 含量為64.35 mg/L，與分光光度法的測(cè)定結(jié)果基本一致，回收率達(dá)到97.8%～102.5%。

表1 果汁中AA 的測(cè)定結(jié)果Table 1 Determination results of ascorbic acid in juice

3 結(jié)論

電化學(xué)預(yù)處理修飾的玻碳電極性能較處理前顯著提高，有效的降低抗壞血酸的氧化電位，加速電極反應(yīng)速度，并可極大地增加抗壞血酸的氧化電流，提高測(cè)定抗壞血酸的靈敏度。實(shí)驗(yàn)證明，該活化電極制備簡(jiǎn)單，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好，抗干擾能力強(qiáng)，能快速、準(zhǔn)確測(cè)定抗壞血酸含量。

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