單壁碳納米管修飾玻碳電極測定核黃素含量

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(咸陽師范學院 化學與化工學院 , 陜西 咸陽 712000)

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單壁碳納米管修飾玻碳電極測定核黃素含量

周琴,尚永輝*,毛茹,商娟,楊會議,馮克逸

(咸陽師范學院 化學與化工學院 , 陜西 咸陽 712000)

應用循環伏安法研究了核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極上的電化學行為，實驗發現核黃素在pH值為3.2的磷酸氫二鈉—檸檬酸底液中產生良好的循環伏安曲線，氧化峰、還原峰峰電位分別為-0.106 3、-0.276 2 V，核黃素在修飾電極上的峰電流明顯高于玻碳裸電極，建立了測定核黃素的電化學新方法，方法應用與維生素片中核黃素測定，樣品回收率在96%～104.8%, 結果令人滿意。

單壁碳納米管 ； 玻碳電極 ； 核黃素

核黃素又稱維生素B2，是人體內的13種維生素之一，微溶于水，易溶于氫氧化鈉，能夠在強酸溶液中穩定地存在，是動植物中黃素酶輔基的主要組成部分，核黃素參與機體復雜的生物氧化過程和食物的吸收以及利用，同時還參與身體內部的能量的轉化過程，與細胞的生長代謝，與機體內鐵的吸收儲存和動員有關，它是黃素根據異咯嗪環上N(10)位置上所連集團的不同，是核黃素的主要組成部分[1-4]。它還具有抗氧化性，因此它在人體中具有非常重要生理作用。缺乏核黃素也會使人體出現不適，人體的新陳代謝將會變慢，細胞生長將會受到阻礙，甚至使得視網膜脫落。核黃素還可以預防炎癥并對相應的病變有著較好的抑制作用，隨著對核黃素深入地研究，除這些典型的核黃素缺乏病外，更多的研究表明像癌癥、高血壓等都與核黃素的缺乏有著密切的關系[5]。此外，核黃素可作為輔助藥材，對進一步研究藥物作用的機理有著重要的意義，所以說核黃素的研究在醫學上也占據著重要的地位，它的發展也將決定著它的前景。目前測定核黃素的常見方法有：熒光光譜法、電化學檢測法、化學發光法、高效液相色譜法等[6-10]。

本研究在考察核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極上的電化學行為基礎上探索核黃素測定的電化學新方法。

1 實驗部分

1.1藥品試劑與儀器設備

1.00×10-3mol/L核黃素溶液的配制：準確稱取0.018 8 g的樣品于25 mL小燒杯中，取5 .00 mL 0.20 mol/L氫氧化鈉溶液，加入5.00 mL冰醋酸溶解完全，定量轉移至50 mL容量瓶中，用二次蒸餾水定容至刻度線，搖勻，保存備用。

CH2250電子天平﹙北京賽多利斯儀器系統有限公司﹚、CHI660C型電化學工作站﹙上海辰華儀器公司﹚、三電極構成的電極系統：工作電極是碳納米管修飾玻碳電極；參比電極是飽和甘汞電極；輔助電極是鉑絲電極、KQ5200DE數控超聲波清洗震蕩器﹙昆山市超聲儀器有限公司﹚

1.2實驗方法

1.2.1單壁碳納米管修飾玻碳電極的制備

準確稱取一定量的單壁碳納米管粉末，加入9 mL的混合酸(硫酸∶硝酸=3∶1)將超聲清洗器溫度調至21 ℃，超聲震蕩12 h，取出后降溫至室溫，緩慢滴加6 mol/L鹽酸，在滴加過程中一定要緩慢進行(濃鹽酸具有揮發性，碳具有吸附性溫度過高會使碳吸附出來導致實驗失敗)繼續超聲震蕩6 h，將所得溶液離心分離，將所得的沉淀用二次蒸餾水洗至中性，烘干備用。在烘箱中烘干，溫度保持40 ℃左右，取烘干單壁碳納米管粉末5 mg超聲分散于DMF中，使其分散成為均一的黑色備用液，接著將打磨后的玻碳裸電極在蒸餾水中超聲清洗15 min，取單壁碳納備用液滴加10 μL在玻碳電極上，烘干備用。

1.2.2測定方法

分別移取一定量的核黃素標準溶液于25 mL比色管中，依次加入pH值為3.2的磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖溶液3.00 mL，用蒸餾水定容至10 mL刻線，搖勻，然后轉移適量上述溶液于10 mL電解池中，以三電極系統在CHI660C電化學工作站上記錄循環伏安曲線和差分脈沖曲線。

2 結果與討論

2.1核黃素在玻碳電極上電化學行為

按照試驗方法測定核黃素儲備液分別在玻碳裸電極，單壁碳納米管修飾玻碳電極上的循環伏安曲線，如圖1所示。

1.1.0 mol/L核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極 2.1.00×10-4 mol/L抗壞血酸在玻碳裸電極 3.1.00×10-4 mol/L在單壁碳納米管修飾玻碳電極

由圖1可知，核黃素在玻碳裸電極以及單壁碳納米管修飾玻碳電極上都能產生明顯的電化學信號，在-0.041 0 V和-0.295 9 V分別產生明顯的氧化還原分電流，且氧化峰、還原峰電流均隨核黃素濃度增加而增大。在碳納米管修飾的玻碳電極上電化學信號更明顯，其中氧化峰電流信號是裸電極上的5.6倍，表明單壁碳納米管修飾玻碳電極有更好的電催化作用。

2.2最佳實驗條件探索

2.2.1pH值的影響

實驗考察了不同pH值的磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖底液對核黃素在玻碳電極上電化學行為的影響，結果如圖2所示。

圖2 pH值對氧化峰電流測定的影響[c(核黃素)= 1.00×10-4 mol/L]

由如圖2可知，隨著pH值增加，氧化峰逐漸減小，結合峰形，本實驗選擇pH值為3.2進行實驗。

2.2.2底液的影響

實驗進一步選擇pH值為3.2的伯瑞坦—羅賓森(Britton-Robinson)緩沖簡稱B-R，磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖溶液、檸檬酸—檸檬酸鈉、鄰苯二甲酸氫鉀—鹽酸、醋酸—醋酸鈉等5種緩沖底液對核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極上電化學行為的影響，結果發現在pH值為3.2的磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖溶液中循環伏安圖譜中峰電流最明顯，且峰形最好。因此選用pH值為3.2的磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖溶液作為底液。

2.3掃描速率對電化學行為的影響

取1.00 mL核黃素溶液3.00 mL，pH值為3.2磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖溶液于比色管中，定容到10 mL搖勻。在最佳電位下，改變掃描速率，測定循環伏安圖譜，如圖3所示。1～10掃描速率依次為：0.05、0.1、......、0.45、0.5 V/s。

圖3 不同掃描速率循環伏安圖[c(核黃素)= 1.00×10-4 mol/L]

試驗在最佳pH值最佳底液的條件下，改變掃描速率，測定循環伏安曲線，由圖3可知，隨著掃描速率不斷增大，氧化峰電流、還原峰電流在不斷增加，表明在電極上藥品有吸附性。

由圖3可知，隨掃描速率增大，峰電流線性增大以氧化電流對掃描速率作圖，如圖3內嵌圖所示，直線方程為：I(μA)= -354v-7.42(r=0.991 0)。表明核黃素在電極上具有吸附性。

2.4線性關系

在最佳實驗條件下測定不同濃度的差分脈沖曲線，分別記錄峰電流值繪制核黃素的標準曲線，發現隨著核黃素濃度增加，氧化峰電流、還原峰電流均線性增加越明顯，其中氧化峰電流對濃度的標準曲線方程-I(μA) = 19.447c(核黃素)(10-4mol/L)+7.2222(R=0.997 1)；還原峰電流對濃度的標準曲線I(μA)=14.113c(核黃素)(10-4mol/L)+10.92(R=0.994 7)，線性范圍均為1.00×10-6mol/L～1.00×10-4mol/L，檢出限均為0.4×10-6mol/L。

3 樣品測定

取5片維生素B2(國藥準字H61020615，西安德天藥業股份有限公司，標示量5 mg/片)，準確稱量，研磨成粉狀，正確稱量1片的質量于50 mL小燒杯中，取5.00 mL濃度為0.20 mol/L氫氧化鈉溶液，加入5.00 mL冰醋酸溶解完全，定量轉移至100 mL容量瓶中，用二次蒸餾水定容至刻線，搖勻，保存備用用水溶解。取0.5 mL樣品溶液按照試驗方法測定循環伏安曲線，記錄氧化峰電流值，帶入標準曲線方程計算樣品濃度為1.32×10-4mol/L折合成質量濃度為為4.84 mg/片。采用標準加入法測定回收率值，見表1所示。

表1 回收率結果

4 結論

通過考察核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極上的電化學行為基礎上，建立了測定樣品中核黃素的電化學新方法。實驗發現，核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極上的電化學信號明顯優于玻碳裸電極；進一步研究發現在pH值為3.2的磷酸氫二鈉—檸檬酸底液中核黃素在單壁碳納米管修飾玻碳電極上的氧化峰、還原峰電流均隨核黃素濃度呈線性變化，線性范圍均為1.00×10-6～1.00×10-4mol/L，檢出限為0.4×10-6mol/L，方法應用于測定維生素B2片中的核黃素含量，樣品回收率96%～104.8%, 結果令人滿意。

[1] 尚永輝,李 華,孫家娟,等.核黃素與牛血清白蛋白相互作用的熒光光譜研究[J].分析科學學報,2010,26(1):67-70.

[2] 陳玉花,姜文博,王俊峰,等.小議 B 族維生素的命名及其性狀特征[J].黑龍江科學,2017,8(4):42-44.

[3] 彭花萍,余美玲,劉 馨,等.金納米粒子/聚多巴胺/碳納米管修飾玻碳電極對核黃素的檢測[J].電化學,2016,22(1):43-48.

[4] 吳子健,陶 琳.核黃素結合蛋白的性質及其功能[J].食品研究與開發,2010,31(11):224-227.

[5] 童朝陽,徐琪壽.核黃素的藥理作用及應用前景[J].軍事醫學科院院刊,2003,27(3):223-226.

[6] 梁金虎,唐 英,張 進,等.維生素B2片中核黃素含量的快速測定[J].光譜實驗室,2012,29(2):1370-1374.

[7] 申麗華,吳 波,于春俠,等.基于納米TiO2的化學發光法檢測核黃素[J].分析測試學報,2013,32(2):228-232.

[8] 尚永輝,劉又嘉,楊春寧.鉛筆芯電極作為工作電極—導數伏安法測定核黃素[J].理化檢驗(化學分冊),2014,50(12):1499-1502.

[9] 吳秀英,趙子龍,吳耀輝.ED光誘導化學發光法檢測飲料中的核黃素[J].中國無機分析化學,2013,3(3):70-73.

[10] 黎 超,虞成華,印 杰,等.高效液相色譜法測定雞精中核黃素[J].中國食品添加劑,2013(3):225-228.

O657.15

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1003-3467(2017)11-0041-03

2017-08-21

國家自然科學基金項目(21475113)；陜西省科技計劃項目(2012JQ2013)；咸陽師范學院青藍人才資助(XSYQL201507)；2016年陜西大學生創新創業訓練計劃項目(2435)；陜西省電分析化學重點實驗室開放基金項目(201502)

周 琴(1995-)，女，在讀本科，從事化學分析研究；聯系人：尚永輝(1978-)，男，博士，副教授，從事環境分析研究工作，電話：15619562855。