CdSe/ZnS電化學(xué)發(fā)光法測定去甲腎上腺素

田　利，趙　越，汪雪融，吳可欣，齊艷娟，李天嬌，陳瑞戰(zhàn)

(長春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長春　130032)

1　引　言

去甲腎上腺素(Norepinephrine，NE)，也稱正腎上腺素，是人體內(nèi)的一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)。人體內(nèi)NE的含量變化反映著肢體神經(jīng)系統(tǒng)植物交感神經(jīng)的活動狀況，可用于治療低血壓、低血糖、心腦血管等疾病，因此在臨床和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究中具有重要意義［1-3］。目前測定NE含量的方法主要有熒光光譜法［4］、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法［5-6］、毛細(xì)管電泳法［7］、電化學(xué)法［8-10］等。電化學(xué)發(fā)光法作為一種新興的分析技術(shù)，在藥物分析中具有極高的靈敏度。同時該方法與上述方法相比具有儀器操作簡便、進樣量少、檢測限低等優(yōu)良特性［11-18］。據(jù)我們所知，目前尚未見基于量子點的電化學(xué)發(fā)光分析法測定NE含量的報道。

本文以3-巰基丙酸為穩(wěn)定劑，合成了水溶性核殼型CdSe-ZnS量子點，并將其修飾到金電極表面，研究了在魯米諾存在的情況下，該電極的ECL行為。NE對陽極的ECL行為有明顯的增敏作用，并且ΔECL與NE的濃度呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，據(jù)此建立了一種測定NE含量的新方法。

2　實　驗

2.1　儀器與試劑

MPI-B型多參數(shù)化學(xué)分析測試系統(tǒng)(西安瑞邁分析儀器有限責(zé)任公司)，RF-5301PC雙波長熒光分光光度計(日本島津)，TU-1901雙光束紫外-可見分光光度計(北京普析)。采用三電極體系:金電極或CdSe-ZnS量子點修飾的金電極作為工作電極，鉑電極作為輔助電極，Ag/AgCl電極作為參比電極。

氯化鎘、硒粉(Se)、硼氫化鈉(NaBH4)、3-巰基丙酸(MPA)、去甲腎上腺素、魯米諾購于阿拉丁公司，醋酸鋅、氫氧化鈉購于北京化工廠，水為二次蒸餾水。

2.2　CdSe/ZnS量子點的合成

在裝有2 mL冰水的三頸瓶中，依次加入0.3 mmol/L的硒粉和過量的硼氫化鈉，在氮氣氛圍中攪拌直至得到無色透明的NaHSe。將0.2 mmol/L氯化鎘溶于100 mL蒸餾水中，加入80μL MPA，用1mol/L NaOH將pH調(diào)至9.0左右，然后將NaHSe迅速倒入CdCl2溶液中，回流加熱6 h，得到CdSe量子點溶液。

將0.036 4 g Zn(OAc)2溶于100mL蒸餾水中，加入120μLMPA，用1mol/LNaOH將pH調(diào)至9.0，得到乳白色的Zn(OAc)2溶液，同時配制一定濃度的Na2S溶液，并將Zn(OAc)2溶液和Na2S溶液快速注入CdSe溶液中，回流加熱6 h，將所得溶液離心純化，即得到CdSe/ZnS量子點溶液。

2.3　CdSe/ZnS修飾電極的制備

將金電極在不同粒度的Al2O3粉末上拋光成鏡面后，分別在二次蒸餾水、無水乙醇中超聲清洗5min，N2吹干備用。將純化后的CdSe/ZnS量子點溶液超聲0.5 h后，使用微量注射器移取10μL CdSe-ZnS量子點溶液均勻滴涂到金電極表面，置于暗處自然晾干，即制得CdSe/ZnS量子點溶液修飾的金電極(CdSe/ZnS/GE)，作為工作電極。

2.4　實驗方法

紫外吸收光譜實驗的波長掃描范圍為350～600 nm，熒光光譜實驗的激發(fā)波長為306 nm，波長掃描范圍為450～620 nm，狹縫寬度為2.5 nm。

電化學(xué)發(fā)光實驗在MPI-B型多參數(shù)化學(xué)分析測試系統(tǒng)上進行，三電極體系為:以CdSe/ZnS/GE作為工作電極，鉑電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極。參數(shù)設(shè)置:光電倍增管高壓為700 V，掃描速率為0.1 V/s，掃描范圍為0 ～1.2 V，溶液測定前用氮氣除氧15 min。

3　結(jié)果與討論

3.1　CdSe/ZnS量子點的光學(xué)性質(zhì)

圖1　CdSe-ZnS量子點的紫外-吸收光譜(a)和熒光光譜圖(b)

將上述方法制備的CdSe/ZnS量子點溶液用二次蒸餾水稀釋，分別取適量進行光譜表征，如圖1所示。圖1(a)為CdSe/ZnS量子點的紫外-吸收光譜，從圖中可以看出CdSe/ZnS量子點在506 nm處有一個吸收峰。圖1(b)為CdSe/ZnS量子點的熒光光譜，CdSe/ZnS量子點在545 nm處有一明顯的熒光發(fā)射峰，半峰寬較窄，熒光光譜圖對稱性良好。表明所制備的CdSe/ZnS量子點粒徑分布均勻。

3.2　不同修飾電極的ECL響應(yīng)

圖2為不同修飾電極在pH=9的磷酸緩沖溶液與魯米諾溶液的混合溶液中的ECL響應(yīng)情況。從圖中可以看出，CdSe/ZnS修飾電極(圖2B)的ECL值是裸電極(圖2 A)的2倍，說明CdSe/ZnS成功地修飾到金電極上，并顯示很好的ECL響應(yīng)。加入1.0×10－8mol/L的NE標(biāo)準(zhǔn)溶液后(圖2 C)，其ECL值明顯增加，說明NE對該電化學(xué)發(fā)光體系具有明顯的增敏作用，可以用于后續(xù)NE含量的測定。

圖2　不同修飾電極的ECL響應(yīng)(A:裸電極;B:CdSe/ZnS修飾電極;C:CdSe/ZnS修飾電極+去甲腎上腺素)

圖3　不同濃度的去甲腎上腺素的電化學(xué)(a)及電化學(xué)發(fā)光(b)疊加曲線(A～E:(0～4.0)×10－8mol/L)

3.3　實驗條件的優(yōu)化

電化學(xué)發(fā)光實驗對緩沖溶液的酸堿度，CdSe/ZnS的濃度、掃描速度、靜置時間等實驗條件進行了優(yōu)化。

3.3.1緩沖溶液的酸堿度對ECL強度的影響本實驗首先考察了緩沖溶液的酸堿度(pH=8～12)對ECL強度的影響情況。緩沖溶液的酸度范圍為8.0 ～10.0，當(dāng)緩沖溶液 pH=9.0 時，ECL 強度達到最大值。因此本實驗的最佳酸度值為9.0。

3.3.2CdSe/ZnS的濃度對ECL強度的影響

實驗考察了CdSe/ZnS的濃度對ECL強度的影響情況。其中量子點的濃度范圍為(1.5～9.0) ×10－6mol/L，當(dāng) CCdSe-ZnS為 6.0 ×10－6mol/L時，ECL值達到最大值。因此CdSe/ZnS量子點的最佳濃度為6.0 ×10－6mol/L。

3.3.3掃描速度對ECL強度的影響

實驗考察了掃描速度對ECL強度的影響情況，其中掃描速度的范圍為0.01～0.2 V/s。當(dāng)掃描速度為0.1 V/s時，其 ΔECL值達到最大值。因此本實驗的最佳掃描速度為0.1 V/s。

3.3.4靜置時間對ECL強度的影響情況

實驗考察了靜置時間對ECL強度的影響情況，其中靜置時間的范圍為2～12 min。當(dāng)靜置時間為8 min時，其ECL值達到最大值。因此本實驗的最佳靜置時間為8 min。

3.4　電化學(xué)法及電化學(xué)發(fā)光法測定去甲腎上腺素(NE)的含量

在上述所選的最佳條件下，以CdSe/ZnS修飾電極為工作電極進行CV和ECL測試，如圖3所示。實驗結(jié)果表明CV曲線在0.147 V的氧化峰電流隨著去甲腎上腺素濃度的不斷增加而不斷增大，同時隨著去甲腎上腺素濃度的增大，CdSe/ZnS修飾電極在魯米諾溶液中的ECL強度也逐漸增大。去甲腎上腺素的濃度(CNE)與相對電化學(xué)發(fā)光強度(ΔIECL)在2.3×10－5～1.0 ×10－8mol/L濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。線性回歸方程為 ΔIECL=118.788 CNE－15.333(R=0.994 4)。最低檢測限(S/N=3)為0.33 ×10－8mol/L。

3.5　干擾試驗

在最佳實驗條件下，對1.0×10－8mol/L NE標(biāo)準(zhǔn)溶液進行電化學(xué)發(fā)光測試，在相對誤差為±5%以內(nèi)的情況下，對體系中可能存在的干擾物質(zhì)進行了測試。結(jié)果表明:100倍的Mg2+、K+、Al3+、Na+、Ca2+，50 倍的谷氨酸、色氨酸、甘氨酸等氨基酸，10倍的葡萄糖、抗壞血酸、尿酸對其均不產(chǎn)生干擾。說明采用電化學(xué)發(fā)光法測定NE的含量具有很好的選擇性。

3.6　實際樣品中NE的測定

研究了CdSe/ZnS/GE對重酒石酸去甲腎上腺素注射液中NE含量的測定。準(zhǔn)確量取同一空白樣品3份，按照上述優(yōu)化的實驗條件，加入不同濃度的NE標(biāo)準(zhǔn)溶液后做加標(biāo)回收實驗，樣品平均測定5次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)回收率在98.2% ～104.0% 范圍內(nèi)，RSD在1.8% ～3.4%，說明該方法可以用于實際樣品中NE的測定。

表1　重酒石酸去甲腎上腺素注射液中NE含量的測定Tab.1　Determination of noradrenaline bitartrate injection

4　結(jié)　論

采用水相合成法制備了水溶性CdSe/ZnS量子點，制備的CdSe/ZnS量子點具有優(yōu)異的熒光性能。采用滴涂法制備了CdSe/ZnS修飾電極(CdSe/ZnS/GE)，研究其電化學(xué)發(fā)光(ECL)性質(zhì)，利用電化學(xué)發(fā)光法測定去甲腎上腺素的含量。該方法具有操作簡便、進樣量少、靈敏度高等特點。考察了pH、CdSe/ZnS濃度、掃描速度、靜置時間等實驗條件對ECL強度的影響。建立了一種檢測去甲腎上腺素(NE)的新方法。