基于二氧化鈦納米管的高靈敏電化學發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模式，構建了一個超靈敏的魯米諾電化學發光分析體系。在優化了工作電位、流速等測定參數后，本分析體系在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1濃度區間內發光信號的淬滅峰面積與白藜蘆醇的濃度呈線性關系。運用本方法實現了對葡萄酒中白藜蘆醇的靈敏定量檢測，結果令人滿意。

【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。電化學發光分析法由于其靈敏度高、響應快速等優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光信號具有明顯的淬滅效應，據此可實現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點，特別對魯米諾的電化學發光具有顯著的增敏作用，且光透性很好、便于制備，適合在發光體系中運用[6]。本文基于雙恒電位激發模式以及二氧化鈦納米管的增敏效應，構建了一個超靈敏的魯米諾電化學發光分析體系，實現了對葡萄酒中白藜蘆醇的靈敏定量檢測，實驗結果令人滿意。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

電化學發光檢測在本實驗室自行搭建的流動注射雙恒電位激發電化學發光檢測裝置上進行[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性芳香物質。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生穩定連續的電化學發光。當注入樣品時，電化學發光會隨溶液中物質濃度的變化產生響應，根據光強的變化進行定量分析。

2 結果與討論

2.1 二氧化鈦納米管的形態表征

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構，管徑約20nm左右，管長有數百納米，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構。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生和遷移，從而增敏魯米諾的發光信號。

圖1 二氧化鈦納米管分散液的透射電鏡圖

2.2 測定參數的優化

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光強度影響顯著。魯米諾的發光強度分別在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光信號影響也很明顯。在1到30mLh-1的流速變化區間內，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。實驗結果表明在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1濃度區間（下轉第4頁）（上接第7頁）內發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量檢測限（LODm）低至20pg（S/N=3）。

圖2 工作電位對發光強度的影響

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，注入后檢測其發光響應，以白藜蘆醇為指標，換算出葡萄酒中總抗氧化物質含量約為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，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