L-赖氨酸修饰电极的制备及对乙酰氨基酚的测定

湛志华，唐靖，薛茗月

（1.桂林师范高等专科学校化学与药学系，广西桂林 541001；2.广西师范大学化学与药学学院，广西桂林 541004）

L-赖氨酸修饰电极的制备及对乙酰氨基酚的测定

湛志华1,2，唐靖1，薛茗月1

（1.桂林师范高等专科学校化学与药学系，广西桂林 541001；2.广西师范大学化学与药学学院，广西桂林 541004）

采用电化学聚合的方法，制备得到聚L-赖氨酸修饰玻碳电极（GCE），考察电化学聚合条件对修饰电极的影响。选用0.2mol/L磷酸缓冲溶液作为支持电解质，应用循环伏安法研究对乙酰氨基酚在聚L-赖氨酸修饰电极上的电化学行为，对乙酰氨基酚在该修饰电极上的峰电流（Ipa）与其浓度（c）在1.6×10-7mol/L～1×10-4mol/L的范围内呈良好的线性关系(R2=0.98)，检测线为1×10-7mol/L。

对乙酰氨基酚；L-赖氨酸；聚合物修饰电极；循环伏安法

对乙酰氨基酚是临床上常用的非甾体抗炎解热镇痛药，解热镇痛作用缓和持久，安全有效，广泛应用于感冒发烧、神经痛、偏头痛及手术后止痛等。但此类药物具有普遍的胃肠道反应，若使用过量或长期使用，将会使胃粘膜受损、甚至胃穿孔，还会导致肝和肾功能受损。[1]建立便捷、灵敏且准确的分析检测方法在体内外对乙酰氨基酚的分析和代谢动力学研究等方面有重要意义。目前测定药物中对乙酰氨基酚含量的方法主要有紫外可见光分光光度法[2]、高效液相色谱法[3]及其他方法[4-5]。本文制备了聚赖氨酸修饰电极（P-L-lys/ GCE）[6]，研究了对乙酰氨基酚的电极反应机理，讨论了对乙酰氨基酚在P-L-lys/GCE上的电化学行为，并建立了一种新的电化学方法来测定对乙酰氨基酚含量。该方法具有样品消耗量少，操作简单快捷，灵敏度高选择性好等优点，用于复方片剂中对乙酰氨基酚含量的分析，结果令人满意。

一、实验部分

(一)仪器与药品

CHI660电化学工作站（上海辰华）；P-L-lys/GCE为工作电极，铂片电极为对电极，甘汞电极为参比电极；L-赖氨酸、对乙酰氨基酚标准品为阿拉丁公司生产（进口分装），复方对乙酰氨基酚片为拜耳医药保健有限公司生产（国药准字H20056948）。

（二）P-Lys/GCE电极的制备

首先在金相砂纸上打磨玻碳电极，然后依次用0.3和0.05μm氧化铝粉在鹿皮上将电极表面打磨抛光，目测成镜面，去离子水反复冲洗；然后将GCE依次至于浓硝酸，丙酮及去离子水中，分别超声10 min；最后，将经预处理之后的玻碳电极浸入2.0×10 mol·L-1pH7.0的L-赖氨酸PBS溶液中，在静止条件下采用三电极体系，电位扫描范围为-0.7～2.2 V，以100 mv/s的扫速循环扫描，循环10周后取出，用去离子水反复淋洗，得到聚L-赖氨酸修饰电极。在pH 7.5的PBS溶液中，以100 mv/s的扫速循环扫描活化10圈，用去离子水淋洗，室温下保存备用。

（三）实验方法

一定量待测物质溶液置于10 mL容量瓶中，用不同pH值的PBS定容，然后移至电解池中。P-Lys/GCE电极或者裸电极（玻碳电极）作为工作电极，分别采用循环伏安法和差分脉冲伏安法进行分析测定。每次扫描结束后，将电极置于空白液中扫描至无峰，然后再进行下一次实验。

二、结果与讨论

（一）L-赖氨酸在玻碳电极上的聚合

在pH 7.5的PBS中，以100 mv/s的扫速循环扫描活化10圈，如图1所示，每条曲线代表扫描一圈。图中可见，聚合过程中，有一个小的氧化电流，伏安扫描第1圈，在1.2V附近出现一个较宽的氧化峰，随着扫描周数的增加，峰电流逐渐增大，而增加幅度逐渐变小，这说明每周电极表面L-Lys聚合量在不断减少，聚合和沉积速度逐渐放慢，聚合物薄膜在玻碳电极表面逐渐完善。电极表面聚合物的厚度与循环伏安扫描周期数控制，且呈正比关系。扫描圈数少则膜薄，活性基团少，测定灵敏度低；扫描圈数太多则膜厚，电子传递阻力增加，背景电流变大。经过对比筛选，本实验选择循环伏安扫描10圈。

图1 L-赖氨酸聚合过程循环伏安图

（二）对乙酰氨基酚在L-赖氨酸修饰电极上的电化学行为

采用循环伏安法在1.0×10-5mol·L-1对乙酰氨基酚溶液和PBS底液中进行扫描，结果如图2所示。由图2可见，在PBS底液中，裸GCE和P-L-lys/GCE都没有响应；对乙酰氨基酚在修饰电极上循环伏安曲线比在裸电极上循环伏安曲线产生了一对明显的氧化还原峰。

图2 对乙酰氨基酚溶液和空白液在P-L-lys/GCE和GCE上的电化学行为

（三）pH值的选择

选择0.2mol/L磷酸缓冲溶液（PBS）作为介质，分别以pH10.0、9.5、9.0、8.5、8.0、7.5、7.0、6.5、6.0、5.5和5.0的PBS为底液进行实验（如图3所示），结果表明pH= 7.5的0.2 mol·L-1磷酸缓冲溶液最好。

图3 不同pH值缓冲溶液体系下对乙酰氨基酚的循环伏安图

（四）扫描速度的影响

以1.0×10-5mol·L-1对乙酰氨基酚PBS溶液为对象，研究循环伏安扫描速度对峰电流和峰电位的影响（如图4所示）。经分析可知，随扫描速度的增加氧化峰电位不断正移，峰电流随扫描速度的增大而线性增加，其线性方程为：lgIpa=-0.7637lgv-6.2922，（R2= 0.9974），式中，v为扫描速度，mv/s。结果表明对乙酰氨基酚在P-Lys/GCE电极上的电化学过程受吸附控制[7-8]。若将赖氨酸修饰电极从对乙酰氨基酚溶液中取出，置入PBS空白溶液中扫描，发现有目标物氧化还原峰存在，其峰值随扫描圈数迅速降低，此现象亦说明对乙酰氨基酚是吸附于修饰电极表面的。

图4 (a)不同扫描速度下对乙酰氨基酚的循环伏安图；(b)lgI对lgv作图

（五）富集时间的影响

富集时间对峰电流有一定影响，其原因是对乙酰氨基酚是吸附于玻碳电极表面的。在优化测定条件下，选择1×10-5mol·L-1的对乙酰氨基酚溶液为测定对象，研究不同的富集时间对峰电流的影响。如图5所示，富集时间越长，峰电流随之增加，但增幅不大，当富集时间为8s时，峰电流达到最大值，故本实验选择最佳富集时间为8s。

图5 富集时间对对乙酰氨基酚循环伏安曲线的影响影响

（六）对乙酰氨基酚的测定

分别采用循环伏法和脉冲伏安法测定了不同浓度的对乙酰氨基酚在P-L-lys/GCE上的电化学响应，如图6所示。对乙酰氨基酚的浓度增加，相对应的氧化峰电流也随之明显增大。经分析发现，对乙酰氨基酚在P-Lys/GCE电极上的峰电流（Ipa）与其浓度（c）在1.6×10-7mol·L-1～1×10-4mol·L-1的范围内呈良好的线性关系，线性回归方程为：Ipa（A）=-0.1403c(mol·L-1)-1.05888×10-5，(R2=0.98)，检测线为1×10-7mol·L-1。

图6 （a）不同浓度的对乙酰氨基酚溶液在修饰电极上的循环伏安图；（b）不同浓度的对乙酰氨基酚溶液在修饰电极上的脉冲伏安图；（c）峰点位与对乙酰氨酚浓度的关系图

（七）干扰实验

对5.0×10-5mol·L-1的对乙酰氨基酚进行测定，允许测定误差控制在5%，分别实验了不同的物质对测定的影响。结果表明：100倍的葡萄糖、L-甘氨酸、抗坏血酸不干扰测定；500倍的K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cl-、不影响测定。

表1 样品中对乙酰氨基酚的分析结果(n=3)

（八）样品中对乙酰氨基酚含量的测定

取药品“复方对乙酰氨基酚片”一片，将药品碾碎，精密称取其质量，用pH7.5的BPS溶液溶解，转移到100mL容量瓶中并定容。按实验方法取一定量的样品溶液进行测定，分析结果如表1所示。

三、结论

本实验制备了L-赖氨酸修饰电极，通过考察对乙酰氨基酚在修饰电极上的电化学行为，证明赖氨酸修饰电极增加了对乙酰氨基酚的响应，提高了对乙酰氨基酚检测的灵敏度并显示有较强的催化作用。聚赖氨酸修饰电极具有选择性好，灵敏度高、电化学稳定性好和抗干扰能力强等优点，可用于测定药剂中的对乙酰氨基酚，具有较好的应用前景。

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Preparation of Poly-L-lysine Modified Electrode and Determination of Acetaminophen

Zhan Zhihua1,2,Tang Jing1,Xue Mingyue1
（1.Department of Chemistry and Pharmaceutical Sciences,Guilin Normal College.Guilin Guangxi 541001,China;2.School of Chemistry and Pharmaceutical Sciences,Guangxi Normal University,Guilin,Guangxi 541004,China）

Glassy carbon electrode was modified with poly-L-lysine films by electrochemical polymerization of L-lysine monomer.The effects of various experimental conditions,such as polymerization potential and circles,were studied as for the electrochemical polymerization process.In 0.2 mol/L PBS,the electrochemical behavior of acetaminophen on this electrode was investigated by using cyclic voltammetric.The CV response of acetaminophen increased linearly with the concentration in the range of 1.6×10-7mol·L-1～1×10-4mol·L-1(R2=0.98),and the detection limits were 1.01×10-7mol·L-1.

acetaminophen;Poly-L-lysine;polymer-modified electrode;cyclic voltammetric

065

A

1001-7070（2016）06-0127-04

(责任编辑：杨建香)

2016-09-15

广西高等学校优秀中青年骨干教师培养工程；2015年广西教育厅科研项目“基于功能纳米材料电化学传感器的制备及应用研究”(项目编号：KY2015YB368).；2015年广西职业教育教学改革项目“学习共同体教学模式在《化学工艺学》课程教学中的应用实践”(项目编号：GXGZGZ2015B085)。

湛志华（1980-），男，湖北荆州人，博士，桂林师范高等专科学校化学与药学系副教授，主要从事分析化学及电化学等领域相关研究工作。