基于电化学发光 传感器检测己烯雌酚

樊雪梅， 王书民， 李哲建， 刘 萍

(商洛学院化学工程与现代材料学院，陕西商洛 726000)

己烯雌酚(Diethylstilbestrol,DES)是一种人工合成的雌性激素，常用来调节动物的生理机能，医学上用于治疗雌激素缺乏症。但DES 也被不恰当地滥用于饲料添加剂中作为动物的促生长素[1]。所以DES的检测对于食品安全非常重要。目前测定DES的方法有高效液相色谱法[2 - 3]、气相色谱-质谱联用法[4 - 5]、化学发光法[6]、荧光免疫分析法[7 - 9]和伏安法[10 - 12]等。

电化学发光因其设备简单、灵敏度高、适用范围广等特点越来越受到人们的关注，但利用电化学发光法检测DES的报道仅有一篇。即吕昊等[13]采用壳聚糖包覆的方法将簇状纳米MnO2固定在玻碳电极表面，基于DES在该电极上能够增强鲁米诺体系的电化学发光,据此建立了测定DES的方法。近年来，通过将发光试剂固定在电极表面从而制备得到固相电化学发光传感器，这样既节约了昂贵的发光试剂又提高了灵敏度，拓宽了电化学发光法在分析化学中的应用。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

MPI-E型电致化学发光分析系统(西安瑞迈电子科技有限公司)；Zennium电化学工作站(德国，Zahner公司)；UV-1600PC 紫外-可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)；JEM-2100透射电子显微镜(TEM)(日本，JEOL公司)；WF-300D超声波清洗机(宁波海曙五方超声设备有限公司)；PT-RO 10L实验室超纯水设备(上海品拓环保工程设备有限公司)。三电极系统：工作电极为裸玻碳电极或修饰电极，Ag/AgCl(饱和KCl 溶液)为参比电极，Pt丝为对电极。

0.01 mol/L DES(美国Sigma)储备液；0.01 mol/L三联吡啶钌(Sigma公司)储备液；0.01%氯金酸(美国Sigma)溶液；1%柠檬酸(西安化学试剂厂)溶液；0.10 mol/L pH=7.0的 PBS(含0.05 mol/L三正丙胺(TPA))溶液；0.05 mol/L [Fe(CN)6]3-/4--0.10 mol/L KCl的0.10 mol/L pH=7.0的PBS；0.5%Nafion/AuNPs的配制：按1∶2体积比将0.5%Nafion和AuNPs混匀，超声处理30 min后，于冰箱中2 ℃保存备用。实验用水为超纯水。

1.2 AuNPs的制备

采用柠檬酸钠还原法[14]制备AuNPs。取250 mL锥形瓶，加入100 mL 0.01%氯金酸溶液，加热至沸，加入2.75 mL 1%柠檬酸钠溶液，继续搅拌，煮沸12 min，颜色由紫红色变为酒红色，停止加热，自然冷却至室温。将该溶液装入棕色瓶中，于4 ℃保存，备用。

1.3 电化学发光传感器的制备

图1 电化学发光传感器的原理图Fig.1 The principle diagram of electrochemical luminescence sensor

1.4 实验方法

图2 AuNPs的紫外-可见光谱(A)和透射电(TEM)(B)图Fig.2 UV-Vis spectra (A) and TEM images (B) of AuNPs

2 结果与讨论

2.1 AuNPs的表征

对制备的AuNPs进行了紫外-可见光谱和透射电镜(TEM)表征，见图2。由图可知，AuNPs最大吸收波长为521 nm，这是球形AuNPs表面等离子吸收的特征峰。如图2B所示，AuNPs的平均粒径约为20 nm左右，且分散效果良好。

图3 不同电极在0.05 mol/L [Fe(CN)6]3-/4--0.10 mol/L KCl的0.10 mol/L PBS(pH=7.0)中的循环伏安图(A),不同电极在0.1 mol/L pH=7.0 的PBS(含0.05 mol/L TPA)中的电化学发光图(B)和连续循环电位扫描10圈的电化学发光-时间曲线图(C)Fig.3 Cyclic voltammograms in 0.05 mol/L [Fe(CN)6]3-/4--0.1 mol/L pH=7.0 PBS(A),ECL intensity-potential profiles in mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA(B),and ECL intensity-time curves of obtained in 0.1 mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA from continuous potential scanning over ten cycles(C)

2.3 DES在修饰电极上的电化学发光行为

图在不含DES(a)和含1.0×10-8 mol/L DES的0.1 mol/L PBS(pH=7.0,含0.05 mol/L TPA)中的电化学发光响应图Fig.4 ECL intensity-potential profiles obtained at in the absence(a) and presence(b) of 1.0×10-8 mol/L DES with 0.1 mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA

2.4 实验条件的选择

实验考察了反应时间和pH值对电化学发光强度的影响，见图5。由图5A可知，随着反应时间的增加，电化学发光信号逐渐降低，到15 min时发光强度趋于平稳，再继续增加结合时间，响应信号几乎不变。这表明15 min时即可达到最大程度猝灭，因此选择15 min作为反应时间。DES中含有羟基，故体系的pH对电化学发光强度有一定的影响，由图5B可知，随着pH的增大，抑制效果先增大后减小，当pH=7.0时，抑制效果最大。因此选择pH=7.0的缓冲溶液进行实验。

图5 反应时间(A)和pH(B)对电化学发光强度的影响Fig.5 Effect of the interaction time(A) and pH(B) on the ECL intensity with 1.0×10-8 mol/L DES on at 100 mV/s in 0.1 mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA

2.5 干扰实验

进行了干扰实验。在最佳实验条件下，当DES浓度为1.0×10-8mol/L，相对误差不超过±5%时，1 500 倍的K+、Na+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Mg2+，1 000倍的Al3+、Fe3+、Cu2+，800倍的葡萄糖、蔗糖、淀粉、多巴胺，500倍的尿酸、色氨酸、羟脯氨酸，200倍的L-赖氨酸、L-谷氨酸和抗坏血酸不干扰测定。

2.6 线性范围、检出限、传感器的重现性

在优化实验条件下，按实验方法测定不同浓度DES的电化学发光强度，并绘制工作曲线。结果表明，在1.0×10-10～5.0×10-7mol/L范围内，电化学发光强度和DES浓度的负对数呈良好的线性关系，线性方程为：ΔI=9507.1 + 897.6lgc，相关系数R=0.9936，检出限(S/N=3)为6.0×10-11mol/L。对1.0×10-8mol/L EDC平行测定11次，相对标准偏差(RSD)为2.7%，说明该修饰电极有很好的重现性和稳定性。

2.7 样品测定

取5片DES(天津力生制药股份有限公司)于研钵中研磨,称取0.5 g用乙醇超声溶解,离心。收集上层清液并定容于500 mL容量瓶中,将该溶液稀释1 000倍，按照实验方法进行测定，同时进行加标回收实验，测定结果见表1。

表1 样品的测定及回收率实验(n=3)Table 1 Determination of DES inTablets(n=3)

3 结论