李玲君;王军
【摘 要】采用电化学沉积将铂纳米颗粒固定到碳纤维微电极上,制备了一种新型铂纳米颗粒修饰微电极.将铂纳米颗粒修饰微电极与毛细管电泳联用,对抗坏血酸进行了检测.探讨了铂的电沉积时间、电位,氯铂酸的浓度,缓冲溶液pH、浓度,检测电势和分离电压等对该电极的影响.实验结果表明,该电极对抗坏血酸的线性范围为1.0×10-6～8.0×10-6 mol/L和8.0×10-6～1.0×10-3 mol/L,相关系数分别为0.998 1和0.999 2,信噪比为3时,检出限为8.0×10-7 mol/L.利用该电极实现了果汁中抗坏血酸的定量检测. 【期刊名称】《滨州学院学报》
矩阵干扰【年(卷),期】2012(028)006
【总页数】5页(P96-100)
【关键词】铂纳米颗粒;毛细管电泳;电化学检测;果汁;抗坏血酸
【作 者】李玲君;王军
【作者单位】山东师范大学化学化工与材料科学学院,山东济南250014;山东师范大学化学化工与材料科学学院,山东济南250014
【正文语种】中 文
【中图分类】设备防尘罩O657.1
抗坏血酸（AA）又称为维生素C，是一种水溶性的强有力的抗氧化剂，是体内重要的氧化还原体系组成成分之一，也是体内羟基的供体.抗坏血酸在体内参与多种反应，如参与氧化还原过程；促进抗体形成；促进铁的吸收，改善铁、钙和叶酸的利用，并促进四氢叶酸的形成；维持疏基酶的活性等.在生物氧化和还原以及细胞呼吸中起重要作用.另外，据报道抗坏血酸能够抑制艾滋病毒HIV的表达［1］.因此，对抗坏血酸的高灵敏度定量检测是非常重要的.许多方法如化学发光［2］、高效液相谱［3－4］、荧光分析法［5］、电分析法［6－7］和毛细管电泳［8］等已用于抗坏血酸的检测，其中，毛细管电泳具有高效、快速和样品用量少等优点而被广泛用于抗坏血酸的检测.在毛细管电泳电化学检测中大多都是
用碳纤维电极作为工作电极检测抗坏血酸.纳米颗粒由于其小尺寸效应而展示出独特的物理化学性质，且具有良好的导电性和催化活性［9］，常用于生物传感器和化学修饰电极［10－11］的制备.研究表明，铂纳米颗粒修饰电极对抗坏血酸有较好的响应［12］.采用电沉积的方法将铂纳米颗粒修饰到自制的碳纤维电极上，结合毛细管电泳电化学法对抗坏血酸进行检测，实现了果汁中抗坏血酸的定量检测.该电极易于制作，修饰方法简单，灵敏度高.
1 实验部分
1.1 主要仪器
CHI 810c电化学分析仪（上海辰华仪器有限公司）；0～30kV高压电源（山东师范大学仪器厂）；三电极体系由铂纳米颗粒修饰微电极（简写为PtNPsME，工作电极）、铂丝电极（对电极）和饱和甘汞电极（SCE，参比电极）组成；KQ－100DE数控超声波清洗器（昆山市超生仪器有限公司）.
1.2 材料与试剂
弹性石英毛细管（内径25μm，外径375μm，永年锐沣谱器件有限公司）；碳纤维（直径6μm，山东大学碳纤维研究中心）；过滤器（0.20μm，颇尔公司）；无水乙醇、氨酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；银浆（Pc－Ag－8971，贵研铂业股份有限公司）；环氧树脂胶（JC－311型，江西宜春市哈利化工有限公司）；氯铂酸（国药集团化学试剂有限公司，上海）；肾上腺素、半胱氨酸（Amresco，美国）；多巴胺、抗坏血酸、尿酸（Sigma公司，美国）；统一鲜橙多（统一企业投资有限公司）.除注明外，溶液均由二次水配制.
1.3 铂纳米颗粒修饰碳纤维微电极的制备
1.3.1 碳纤维微电极的制备 碳纤维微盘电极的制备同文献［12］.将一小束碳纤维（直径6μm，长度约为7cm）蘸取无水乙醇，收拢分散的碳纤维，将其穿入到长度约为3cm，内径为250μm，外径为375μm的石英毛细管中，两端露出碳纤维.将露出的碳纤维一端涂满JC－311型环氧树脂胶，将碳纤维从另一端往回至毛细管内，使毛细管内填充涂有环氧树脂胶的碳纤维，并将前端露出的碳纤维剪至1～2cm，将用金相砂纸打磨好的铜丝与毛细管用502胶粘在一起，接触的长度大约为1cm.将露出的1～2cm碳纤维缠绕在铜丝上，并用银
浆涂抹碳纤维和铜丝，70℃下烘干30min.将电极插入到一段长约3cm，内径约为0.5mm，外径约为1mm的石英玻璃管中，使涂有银浆和502胶的部分正好包含在玻璃管中，然后用JC－311型环氧树脂胶封住玻璃管两端，24h固化，备用，即得碳纤维微电极（CFME）.
1.3.2 PtNPsME的制备 在碳纤维微盘电极上镀铂纳米颗粒如文献［5］.CFME表面容易被杂质、反应物和溶液中其他的物质吸附，使其表面状态发生变化，影响电极的灵敏度和重现性，另外，表面凹凸不平的缺陷会影响晶核形成和晶体生长的过程，进而影响纳米颗粒的形貌；所以，在电沉积铂纳米颗粒之前，电极的表面必须处理干净，将其在金相砂纸上磨平，依次在二次水、无水乙醇、二次水中各超声5min.然后将电极放入含有0.4g／L氯铂酸和0.5mol／L的H2SO4的溶液中，在－0.3V下电沉积20s.二次水冲洗干净后自然晾干，备用.
1.4 毛细管电泳检测抗坏血酸
毛细管在使用之前用0.1mol／L的NaOH溶液、二次水、电泳缓冲溶液依次冲洗20min.在三维操作仪下，将毛细管的末端与工作电极对齐.开始实验时，将高压电源调至12kV，检测电势为0.7V，待基线平稳之后，高压电源调至5kV，进样10s，之后再将高压电源调回至12k
告警系统V，运行实验.
三相电机保护器
2 结果与讨论
2.1 抗坏血酸在PtNPsME上的电化学行为
图1中A、B分别为CFME和PtNPsME的扫描电镜图.图1B中铂纳米颗粒呈球形均匀分布在碳纤维电极的表面，证明CFME的表面有铂纳米颗粒的存在.图2中曲线a、b分别为CFME和PtNPsME在0.01mol／L AA溶液中的线性扫描伏安曲线（扫速50mV／s，缓冲溶液0.2mol／L pH 7.4磷酸盐缓冲溶液）.由图2中曲线对比可以看出，PtNPsME比CFME峰电流明显增大，说明铂纳米颗粒对AA有良好的催化效果.
图1 CEME（A）和PtNPsME（B）的扫描电镜图
图2 电极在AA溶液中线性扫描伏安曲线
2.2 电沉积铂纳米颗粒实验条件的优化
2.2.1 电沉积铂纳米颗粒的电位 从－0.1V到－0.5V，依此改变电沉积铂纳米颗粒的电位，
测定电极对5×10－4 mol／L AA的响应，比较毛细管电泳的峰高，可以确定电沉积铂纳米颗粒的最佳电位为－0.3V.
2.2.2 镀铂纳米颗粒时间 铂纳米颗粒的催化作用受其粒径大小的影响，电沉积铂纳米颗粒的时间又影响着铂纳米粒子的大小，因此对镀铂纳米颗粒的时间进行了优化.在10～20s时，随着镀铂纳米颗粒的时间的增长，峰电流增大；在镀铂纳米颗粒时间为20s时，峰电流达到最大值；当时间在30～50s时，峰电流又开始减小.所以实验将镀铂纳米颗粒的时间定为20s.
2.2.3 氯铂酸的浓度 研究了氯铂酸浓度对AA响应的影响，氯铂酸溶液的浓度在0.1～4.0g／L时，随着氯铂酸溶液的浓度的增大，峰电流迅速增大.氯铂酸溶液的浓度达到0.4g／L之后，峰电流基本不变，但此时随着氯铂酸溶液浓度的增大，基线电流噪音增大，而且通过扫描电镜图可以看出，此时铂纳米颗粒已发生明显的老化.因此选取氯铂酸溶液的浓度为0.4g／L.
综上所述，通过对镀铂纳米颗粒条件的优化，选定镀铂纳米颗粒的条件：镀铂电位为－0.3V、时间20s，氯铂酸的浓度为0.4g／L.
模杯
2.3 毛细管电泳检测条件的优化
2.3.1 检测电势的影响 检测电势在0.4～0.8V时，随着检测电势的增大，峰电流增大；检测电势达到0.8V时，峰电流达到最大值；在0.8～1.0V时，峰电流又开始减小.但是当检测电势高于0.7V以后，基线噪音也相应增加.检测电势0.7V时，信噪比最高.综合考虑检测电势定为0.7V.
2.3.2 分离电压的影响 实验对分离电压进行了优化，得到不同分离电压下毛细管电泳的峰电流ip.随着分离电压由6kV到16kV增大的过程中，峰电流先增大后减小，在分离电压为14kV时，峰电流达到最大值，但是电压大于12kV时，信噪比减小.所以，选定分离电压为12kV.人工智能垃圾桶
2.3.3 缓冲溶液pH和浓度的影响 缓冲溶液的pH会影响分离物的迁移时间和分离度，因此探究了缓冲溶液pH的变化对AA响应性能的影响.实验表明，pH 5.0～7.4，随着pH的增大，峰电流明显的增大，半峰宽明显减小.pH大于7.4后，AA的峰电流减小.因此，实验选择pH 7.4的缓冲溶液.
不同浓度的缓冲溶液也会影响峰电流和半峰宽，探究了不同浓度的pH 7.4的磷酸盐缓冲液对测定AA的影响，结果见表1.从表中可以看出，随着缓冲溶液浓度的增大，迁移时间和理论塔板数增加，峰电流和半峰宽减小.综合考虑，实验选择25mmol／L pH 7.4的磷酸盐缓冲液.
表1 缓冲溶液浓度与ip、tm、W1／2和 N 的关系c／mol·L－1 ip／nA tm／s W1／2／s N 0.025 7.01 275 4.36 32 700 0.050 6.08 340 3.50 77 930 0.075 3.20 409 3.88 91 764
2.4 工作曲线、重现性和检出限
配制了一系列浓度的抗坏血酸标准溶液，在最优条件下进行检测.AA的浓度在1.0×10－6～8.0×10－6 mol／L和8.0×10－6～1.0×10－3 mol／L内与峰面积呈良好的线性关系，线性方程分别为y（nC）＝－0.025 45＋73.34x（mmol／L）和y（nC）＝－0.972 5＋179.4x（mmol／L），相关系数分别为0.998 1和0.999 2.对1.0×10－4 mol／L的AA连续10次进样，计算得到迁移时间和峰电流的相对标准偏差分别为1.69%和4.77%.当信噪比S／N＝3时，AA的浓度检出限为8.0×10－7 mol／L.表2列举了毛细管电泳电化学法检测AA的所用电极和检出限，可以看出由于铂纳米颗粒修饰在CFME的表面，使电极有效面积增加，且对A
A有催化作用，该法的检出限比碳纤维和铂电极有所降低.此方法适于低浓度抗坏血酸的检测.
2.5 干扰实验
实际样品中，有些物质常常与AA共存，对其检测产生干扰，因此，在最优的实验条件下做多巴胺（DA）、肾上腺素（Ep）、半胱氨酸（Cys）、氨酸（Trp）对1.0×10－4 mol／L抗坏血酸的干扰实验.结果表明，DA、Ep、Cys、Trp与AA的迁移时间不同，虽然DA和Ep、Cys和Trp只能部分分离，但能与AA较好的分离，不会对AA的测定产生干扰.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议