木犀草素在納米金/十二烷基硫酸鈉修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定*

白小慧，杜芳艷，邢 艷，馬向榮，弓 瑩，田 偉

(榆林學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 榆林 719000)

木犀草素作為黃酮類化合物的一種，廣泛存在于蔬菜、水果和藥用植物中，且是藥用植物中主要活性成分之一，具有抗腫瘤、抗炎、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、降血脂血糖、抑菌抗病毒、延緩衰老等作用[1-4]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)其開發(fā)研究非?；钴S，如應(yīng)用毛細(xì)管電泳法檢測(cè)含有黃酮類化合物的物質(zhì)[5]，高效液相色譜法測(cè)定藥物、植物、動(dòng)物中木樨草素的含量[6]，硫代巴比妥酸(TBA)快速測(cè)定法測(cè)定木犀草素抗氧化活性[7]，熒光光譜法檢測(cè)木樨草素與牛血清蛋白的相互作用[8]等。木犀草素電化學(xué)性質(zhì)的研究和應(yīng)用，可以豐富有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)及藥學(xué)理論，同時(shí)為抗炎、抗癌等新藥的研制奠定理論基礎(chǔ)，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值和令人矚目的發(fā)展前景。因此，研究木犀草素含量的檢測(cè)方法及優(yōu)化測(cè)定條件有著十分重要的意義及應(yīng)用價(jià)值。目前，最常用的測(cè)量木犀草素的方法為色譜法[9-10]和毛細(xì)管電泳[11]法，但這些方法存在操作繁瑣、靈敏度不高等缺點(diǎn)。作者采用電化學(xué)方法研究了木犀草素在納米金/十二烷基硫酸鈉修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為，并建立了檢測(cè)木犀草素含量的新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料、試劑與儀器

白菊花茶：杭州古茗茶葉有限公司；花生殼：榆林榆陽(yáng)區(qū)佳糧農(nóng)產(chǎn)品購(gòu)銷有限公司。

木犀草素：生化試劑，國(guó)營(yíng)集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；十二烷基硫酸鈉：分析純，國(guó)營(yíng)集團(tuán)西安化學(xué)試劑有限公司。

電化學(xué)工作站：CHI660D，上海辰華儀器公司；三電極系統(tǒng)[納米金/十二烷基硫酸鈉修飾玻碳電極(工作電極)、飽和甘汞電極(SCE)(參比電極)、鉑絲電極(輔助電極)]：E-301F，上海雷磁；紅外線烘烤箱：SXW，上海電爐廠；電子天平：ESJ60-4，沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；超聲清洗儀：DL-180，昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 溶液的配制

木樨草素標(biāo)準(zhǔn)液：準(zhǔn)確稱取0.028 6 g木犀草素，溶解在甲醇溶液中，定容至100 mL容量瓶，制得濃度為1×10-3mol/L的木犀草素溶液，用甲醇稀釋成1×10-4mol/L標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，保存于4 ℃以下的冰箱中。用時(shí)稀釋至所需濃度。

緩沖液：0.1 mol/L磷酸鹽緩沖溶液(PBS，pH=7.1)，實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

1.3 修飾電極的制備與預(yù)處理

1.3.1 修飾電極的制備

將玻碳電極用金相砂紙拋光，先用1.0 μm的Al2O3粉末打磨，再用0.3 μm的Al2O3粉末打磨至鏡面，然后用乙醇、HNO3和二次蒸餾水超聲清洗5 min。晾干后，記為GCE。

配制φ(十二烷基硫酸鈉)=5%溶液，用微量進(jìn)樣器吸取2 μL點(diǎn)涂在GCE玻碳電極表面，置于紅外烘箱內(nèi)烘烤20 min后取出，即得到十二烷基硫酸鈉修飾玻碳電極，記為SDS/GCE。

向0.5 mmol/L HAuCl4中加入0.01 mol/L Na2SO4和0.01 mol/LH2SO4溶液。將烘干的SDS/GCE、GCE電極放在混合液中，電位為-0.5～1.5 V，利用循環(huán)伏安法在0.1 V/s的掃速下掃描10圈，即可得到十二烷基硫酸鈉/納米金修飾的玻碳電極，記為Au/SDS/GCE以及納米金修飾的玻碳電極，記為Au/GCE。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)方法

取1.0×10-4mol/L木犀草測(cè)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.0 mL于25.00 mL容量瓶中，再加pH=7.1的磷酸鹽緩沖溶液21.00 mL，并用二次蒸餾水定容至刻度，靜置10 min。移取10.00 mL試液于電解池中，采用三電極系統(tǒng)：分別以GCE、Au/GCE、Au/SDS/GCE為工作電極，SCE為參比電極，鉑絲電極為輔助電極，電位為-0.2～0.6 V進(jìn)行循環(huán)伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)掃描，記錄峰電流Ip和峰電位Ep。

2 結(jié)果與討論

2.1 電化學(xué)特性曲線

在c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L的磷酸鹽緩沖溶液(pH=6.9)中進(jìn)行CV掃描。研究GCE、Au/GCE、Au/SDS/GCE 3種電極對(duì)木犀草素的電化學(xué)催化性能，結(jié)果見圖1。

E/V(vs.SCE)圖1 c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L在PBS(pH=6.9)溶液中的CV圖

由圖1可知，木犀草素在3種電極上的伏安曲線中均出現(xiàn)了一對(duì)氧化還原峰，是典型的可逆反應(yīng)。其中在裸玻碳電極GCE上氧化峰電位Ea=0.236 V，還原峰電位Eb=0.199 V，峰電位差ΔEp=0.037 V；在Au/SDS/GCE修飾電極上的Ea=0.309 V、Eb=0.152 V、ΔEp=0.157 V；Au/GCE修飾電極上的Ea=0.265 V、Eb=0.217 V、ΔEp=0.048 V。修飾電極與裸電極相比較，Ep均正移，ΔEp均有所增大，Ip明顯增大。其中在Au/SDS/GCE修飾電極上峰形尖銳，對(duì)稱性好，Ip是GCE電極上的4倍，ΔEp與GCE電極相比增大了0.12 V，這是因?yàn)樾揎椀氖榛蛩徕c與納米金增大了電極的導(dǎo)電性，加快了電子的交換。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

2.2.1 支持電解質(zhì)pH的選擇

在pH=5.8～8.0 PBS中，對(duì)4.0×10-6mol/L的木犀草素進(jìn)行CV、SWV掃描，得到不同pH值下CV、SWV曲線，結(jié)果見圖2、圖3。

E/V(vs.SCE)圖2 c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L在pH值不同的PBS溶液中的CV圖

E/V(vs.SCE)圖3 c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L在pH值不同的PBS溶液中SWV圖

由圖2、圖3可知，當(dāng)pH<7.1，木犀草素在該電極上的Ep隨著pH值的增大而增大；當(dāng)pH>7.1，Ep隨著pH值的增大而減?。划?dāng)pH=7.1，Ip達(dá)到最大，故實(shí)驗(yàn)選擇pH=7.1的PBS。

2.2.2 掃速速率的影響

將c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L放在電解池中，在電位為-0.2～0.6 V，掃速為50～200 mV/s進(jìn)行循環(huán)伏安掃描，得到不同掃速的循環(huán)伏安圖，結(jié)果見圖4。

E/V(vs.SCE)圖4 木犀草素Ip與掃描速度的關(guān)系

由圖4可知，Ip隨著掃速的增加而增大，Ep正移。

2.2.3 方波法頻率和振幅的確定

控制c(木犀草素)不變，改變方波伏安參數(shù)，以確定最佳測(cè)定條件，電位為-0.1～0.6 V，控制振幅為0.050 V，考察頻率分別為60、80、90、100、110、120 Hz對(duì)Ip的影響，測(cè)定結(jié)果見圖5。

E/V(vs.SCE)圖5 頻率與Ip關(guān)系

由圖5可知，頻率為100 Hz時(shí)，Ip最大。

在頻率為100 Hz時(shí)考察了振幅分別0.025、0.030、0.035、0.040、0.045、0.050 V對(duì)Ip的影響，結(jié)果見圖6。

E/V(vs.SCE)圖6 振幅與Ip關(guān)系

由圖6可知，振幅為0.050 V時(shí)Ip最大。當(dāng)振幅超過(guò)0.050 V峰型不對(duì)稱，Ep發(fā)生變化。因此，選擇頻率100 Hz和振幅0.050 V為最佳實(shí)驗(yàn)條件。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

在選定的最佳條件下，c(木犀草素)=1.0×10-9、1.0×10-8、0.1×10-6、0.6×10-6、1.0×10-6、1.3×10-6mol/L(A→F)，用SWV法測(cè)得其與Ip之間的線性關(guān)系，結(jié)果見圖7。

E/V(vs.SCE)圖7 不同c(木犀草素)的SWV圖

由圖7可知，二者之間存在良好的線性關(guān)系，其線性方程Ip=7.035c+4.863，R=0.999 3，檢出限(3S/N)為5.0×10-10mol/L。

2.4 干擾物的測(cè)定

2.5 重現(xiàn)性和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

利用修飾電極進(jìn)行測(cè)定時(shí)，電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響極大。對(duì)4.0×10-6mol/L的木犀草素溶液，用同一支電極對(duì)其連續(xù)測(cè)定6次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.3%，將電極間隔放置1、3、5 d以后進(jìn)行測(cè)定，電極在3 d時(shí)的催化活性仍然可以達(dá)到90%，說(shuō)明電極具有良好的穩(wěn)定性。用6支不同批次的Au/SDS/GCE修飾電極進(jìn)行測(cè)定，6支電極測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.35%，說(shuō)明電極的重現(xiàn)性良好。

準(zhǔn)確稱量6組5.0 g干燥粉碎好的菊花茶和花生殼樣品，于50 mL的蒸餾燒瓶中，加入30 mL的甲醇，回流提取2 h，抽濾，收集濾液。將濾液置于50 mL容量瓶中用甲醇定容至刻度。取1 mL的樣品溶液加入pH=7.1的PBS，按照1.3.2方法分別對(duì)花生殼和菊花茶提取液進(jìn)行電化學(xué)行為測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表1和表2。

表1 菊花茶樣品測(cè)定結(jié)果(n=6)

表2 花生殼樣品測(cè)定結(jié)果(n=6)

由表1、表2可知，菊花中w(木犀草素)=0.316 4 mg/g，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏為1.86%，回收率為96.81%～104.7%?；ㄉ鷼ぶ衱(木犀草素)=3.500 mg/g，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.01%，回收率為95.56%～102.5%。

3 結(jié) 論

Au/SDS/GCE制備方法簡(jiǎn)單，電極穩(wěn)定性高，表面可以更新，且該電極對(duì)木犀草素具有良好的電催化活性，該法用于測(cè)定菊花和花生殼中木犀草素的含量具有試樣用量少、回收率高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可為木犀草素的檢測(cè)提供一種簡(jiǎn)便的新方法。