活化玻碳电极伏安法测定抗坏血酸

韩俊凤，蔡雪，贾林艳，张黎，姜丽伟

（牡丹江师范学院化学化工学院，黑龙江 牡丹江 157000）

抗坏血酸（AA）是人体必需的重要维生素之一，在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病和免疫力低下。抗坏血酸的测定方法主要有：分光光度法[1]、色谱法[2]、电化学方法[3-4]等。电化学方法具有成本低、操作简便等优点，是测定AA 切实可行的方法之一，但由于AA 在裸电极上的氧化电位较高，导致检测过程中易受到其它物质的干扰，因此，研究高灵敏度和高选择性的方法势在必行。本文采用电化学预处理方法对玻碳电极表面进行活化改性处理，有效的降低AA 的过电位，增强电极的伏安响应，提高了分析灵敏度和选择性，将活化电极应用于果汁样品中AA 的含量测定，结果比较满意。

1 试样制备与试验方法

1.1 仪器与试剂

LK2005A 型电化学分析仪：天津市兰力科化学电子高技术有限公司；JCX-600G 超声波清洗机：山东济宁超声电子仪器厂；PHS-2 型酸度计：上海大普仪器有限公司；三电极系统：活化玻碳电极为工作电极，甘汞电极为参比电极，铂片电极为辅助电极。果汁：市售。抗坏血酸：分析纯，沈阳市试剂五厂。

1.2 试验方法

1.2.1 活化电极的制备

先将裸玻碳电极在金相砂纸上打磨，用0.05 μm Al2O3粉抛光至镜面，二次蒸馏水冲洗，再依次用1∶1 HNO3、无水乙醇、二次蒸馏水超声清洗各2 min，然后置于0.5 mol/L H2SO4溶液中，用循环伏安法在-1.0 V～1.0 V 范围内以0.1 V/s 的扫速扫描至电流稳定，二次蒸馏水冲洗干净后用于测定。

1.2.2 抗坏血酸的测定

在25 mL 容量瓶中加入5 mL HAc-NaAc 缓冲溶液，一定量的抗坏血酸标准溶液，用水稀释至刻度，摇匀后移至电解池中，插入三电极系统，用差分脉冲伏安法记录0 V～1 V 的伏安曲线。

2 试验结果与分析

2.1 活化玻碳电极的伏安特性

图1 为1.136×10-3mol/L AA 在裸玻碳电极和活化玻碳电极上的循环伏安曲线。

图1 玻碳电极（a）与活化玻碳电极（b）灵敏度比较Fig.1 Comparison of sensitivity of bare GC electrode（a）and active GC electrode（b）

抗坏血酸在裸玻碳电极上的氧化峰电位为0.408 V，在活化玻碳电极上的峰电位为0.192 V，峰电位负移216 mV，且峰电流明显增加，可极大地提高测定的灵敏度。

2.2 支持电解质的选择

考察了HCl、H2SO4、HAc-NaAc 作为支持电解质时抗坏血酸的伏安行为，结果表明，在HAc-NaAc（pH=5.4）缓冲溶液中，抗坏血酸的峰电流最大，峰电位稳定，峰形尖锐。

2.3 最佳差分参数的选择

2.3.1 电位增量

分别选取电位增量为0.002、0.004、0.005、0.006、0.008、0.01 V 进行实验，如图2。

图2 电位增量的选择Fig.2 Selection of increment of potential

结果表明：峰电流随电位增量的变化不明显，当电位增量为0.004 V 时，峰电流最大，超过0.006 V 后波形变差。

2.3.2 脉冲幅度

分别选取脉冲幅度为0.01、0.02、0.05、0.075、0.1、0.125、0.2 V 进行实验，如图3。

结果表明：峰电流受脉冲幅度的影响最大。脉冲幅度为0.1V 时峰电流最大，超过0.1 V 后，峰电流逐渐减小。

图3 脉冲幅度的选择Fig.3 Selection of pulse amplitude

2.3.3 脉冲宽度

分别选取脉冲宽度为0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.75、1 s 进行实验，如图4。

图4 脉冲宽度的选择Fig.4 Selection of pulse width

结果表明：脉冲宽度为0.5 s 时，峰电流最大。

2.3.4 脉冲间隔

分别选取脉冲间隔为0.05、0.1、0.2、0.5、1、1.5 s 进行实验，如图5。

图5 脉冲间隔的选择Fig.5 Selection of pulse interval

结果表明：脉冲间隔为0.5 s 时，峰电流最大，峰形较好。脉冲间隔太小会导致充电电流干扰大，波形变差；脉冲间隔太大则扫描速度变慢。

2.4 线性范围及干扰实验

在所选定的最佳条件下，抗坏血酸浓度在5 mg/L～400 mg/L 范围内与峰电流呈良好的线性关系，见图6。

线性回归方程为Ip=40.364c+19.324（Ip∶μA，c∶g/L），相关系数r=0.992 1，检出限为0.96 mg/L。对0.2 g/L 的溶液重复测定7 次，RSD 为0.948%，表明活化电极具有良好的重现性。

图6 不同浓度的AA 在活化玻碳电极上的DPV 图Fig.6 The DPV curves containing different concentrations of ascorbic acid（a→h：mg/L）：5，8，24，40，80，160，240，400，at active glassy carbon electrode

2.5 样品测定

取果汁样品2.5 mL，在选定的最佳实验条件下，按照1.2 实验方法测定，采用标准加入法进行分析，结果见表1。果汁样品中的AA 含量为64.35 mg/L，与分光光度法的测定结果基本一致，回收率达到97.8%～102.5%。

表1 果汁中AA 的测定结果Table 1 Determination results of ascorbic acid in juice

3 结论

电化学预处理修饰的玻碳电极性能较处理前显著提高，有效的降低抗坏血酸的氧化电位，加速电极反应速度，并可极大地增加抗坏血酸的氧化电流，提高测定抗坏血酸的灵敏度。实验证明，该活化电极制备简单，重现性和稳定性较好，抗干扰能力强，能快速、准确测定抗坏血酸含量。

[1]杨婷,逯家辉,张大海,等.菲林B 近红外分光光度法测定维生素C[J].分析化学,2005,33(11)：1593-1595

[2]Mark A K,Stanley T O.Determination of Ascorbic Acid,Erythorbic Acid,and Uric Acid in Cured Meats by High Performance Liquid Chromatography[J].J Food Science,1987,52(1)：53-56

[3]任旺,丁杰,张英.抗坏血酸在聚肉桂酸修饰电极上的电催化氧化[J].化学传感器,2008,28(3)：58-61

[4]吴婧,刘国东,钟桐生,等.抗坏血酸在2-氨基吡啶修饰电极上的电催化氧化及其应用[J].分析科学学报,2001,17(6)：456-459