基于二氧化鈦納米管的高靈敏電化學發(fā)光體系測定白藜蘆醇

習霞　明亮

【摘 要】本文基于二氧化鈦納米管的納米增敏效應以及雙恒電位激發(fā)模式，構(gòu)建了一個超靈敏的魯米諾電化學發(fā)光分析體系。在優(yōu)化了工作電位、流速等測定參數(shù)后，本分析體系在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1濃度區(qū)間內(nèi)發(fā)光信號的淬滅峰面積與白藜蘆醇的濃度呈線性關系。運用本方法實現(xiàn)了對葡萄酒中白藜蘆醇的靈敏定量檢測，結(jié)果令人滿意。

【關鍵詞】白藜蘆醇；二氧化鈦納米管；魯米諾；電化學發(fā)光

0 引言

白藜蘆醇是一種天然抗氧化劑，廣泛存在于種子植物中，具有抗氧化、預防心血管病、抗菌、抗腫瘤、降血脂、抑制血小板凝結(jié)等生理及藥理作用，在心血管病和癌癥防治方面有很大的應用前景，受到研究人員越來越多的關注。目前，測定白藜蘆醇的方法主要有化學發(fā)光法[1]、高效液相色譜法[2]、毛細管電泳法[3]、分子熒光光譜法[4]和定量核磁共振波譜法[5]等。電化學發(fā)光分析法由于其靈敏度高、響應快速等優(yōu)點已成為當前一種非常重要的分析方法。白藜蘆醇對魯米諾電化學發(fā)光信號具有明顯的淬滅效應，據(jù)此可實現(xiàn)對其靈敏的定量檢測。二氧化鈦納米管具有大表面積、良好的光催化性能等優(yōu)點，特別對魯米諾的電化學發(fā)光具有顯著的增敏作用，且光透性很好、便于制備，適合在發(fā)光體系中運用[6]。本文基于雙恒電位激發(fā)模式以及二氧化鈦納米管的增敏效應，構(gòu)建了一個超靈敏的魯米諾電化學發(fā)光分析體系，實現(xiàn)了對葡萄酒中白藜蘆醇的靈敏定量檢測，實驗結(jié)果令人滿意。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

電化學發(fā)光檢測在本實驗室自行搭建的流動注射雙恒電位激發(fā)電化學發(fā)光檢測裝置上進行[7]。四電極體系：二氧化鈦納米管修飾ITO玻璃為第一工作電極（WE1），鉑片電極（2×5mm）為第二工作電極（WE2）以及銀絲參比電極（RE）和鉑絲對電極（CE）。

二氧化鈦納米管按照文獻[8]方法，通過水熱法制備；0.5% Nafion溶液；魯米諾；白藜蘆醇；所用試劑均為分析純；實驗用水為超純水。

1.2 葡萄酒樣品處理

取葡萄酒樣品適量于燒杯中，加入過量NaCl后低溫靜置3h，過濾除去單寧、脂肪酸及酒石酸等。濾液加熱至沸除去乙醇和揮發(fā)性芳香物質(zhì)。測定前樣品用0.22μm聚丙烯薄膜過濾除去細微顆粒。

1.3 分析方法

通過雙恒電位儀對兩工作電極提供各自的工作電位產(chǎn)生穩(wěn)定連續(xù)的電化學發(fā)光。當注入樣品時，電化學發(fā)光會隨溶液中物質(zhì)濃度的變化產(chǎn)生響應，根據(jù)光強的變化進行定量分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 二氧化鈦納米管的形態(tài)表征

通過二氧化鈦納米管分散液的透射電鏡圖（圖1），我們可清楚地觀察到二氧化鈦納米管為典型的中空管狀結(jié)構(gòu)，管徑約20nm左右，管長有數(shù)百納米，相互松散地盤旋纏繞折疊在一起，形成比較均勻的多孔立體結(jié)構(gòu)。這不僅可以為魯米諾的電化學反應提供更多的活性位點，而且可增強電子空穴對的產(chǎn)生和遷移，從而增敏魯米諾的發(fā)光信號。

圖1 二氧化鈦納米管分散液的透射電鏡圖

2.2 測定參數(shù)的優(yōu)化

如圖2所示，兩工作電極上施加的工作電位對魯米諾電化學發(fā)光強度影響顯著。魯米諾的發(fā)光強度分別在E1約0.9V處（曲線a）以及E2于-0.5V附近時（曲線b）達到最大響應。實驗中優(yōu)選工作電位分別為E10.9V與E2-0.5V。

此外，檢測體系的流速對魯米諾的發(fā)光信號影響也很明顯。在1到30mLh-1的流速變化區(qū)間內(nèi)，魯米諾的響應在10mLh-1處達到最高值，實驗中選擇最佳流速為10mLh-1。

2.3 標準曲線

在優(yōu)化實驗條件下，我們采用1.0×10-8molL-1魯米諾溶液作為背景溶液，考察了注入白藜蘆醇的響應情況。實驗結(jié)果表明在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1濃度區(qū)間（下轉(zhuǎn)第4頁）（上接第7頁）內(nèi)發(fā)光信號淬滅峰面積與其濃度呈線性關系，線性回歸方程分別為ΔECL=5.4104+2.6104C（r=0.996）以及ΔECL=2.5104+7.8104C（r=0.998）。該體系對白藜蘆醇的絕對質(zhì)量檢測限（LODm）低至20pg（S/N=3）。

圖2 工作電位對發(fā)光強度的影響

2.4 實際樣品測定

將前述1.2預處理的實際樣品用超純水稀釋，注入后檢測其發(fā)光響應，以白藜蘆醇為指標，換算出葡萄酒中總抗氧化物質(zhì)含量約為3.25±0.42mgL-1。

另外采用標準加入法進行加標回收試驗來考察本法的可行性，平均回收率在92.6%～107.8%之間，表明該方法結(jié)果可靠。

【參考文獻】

[1]馮琳，李麗.高錳酸鉀-甲醛-熒光素流動注射化學發(fā)光法測定白藜蘆醇[J].理化檢驗-化學分冊，2010，46（6）：694-695.

[2]柴菊華，孫曉偉，崔彥志，侍朋寶，朱鳳妹.HPLC法測定葡萄酒中白藜蘆醇的含量[J].食品研究與開發(fā)，2014，35（22）：106-110.

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[8]H. Dai， Y. W. Chi， X. P. Wu， Y. M. Wang， M. D. Wei， G. N. Chen， Biocompatible electrochemiluminescent biosensor for choline based on enzyme/titanate nanotubes/chitosan composite modified electrode. Biosens. Bioelectron. 2010， 25， 1414-1419.endprint