石墨烯修饰电极用于电化学发光法测定赛庚啶的研究

周正元，程昊,2,樊静静，李彦青，王学芬，李利军,2

(1.广西科技大学 生物与化学工程学院 广西糖资源绿色加工重点实验室，广西 柳州 545006;2.蔗糖产业省部共建协同创新中心，广西 南宁 530004)

盐酸赛庚啶是一种抗过敏药物，可有效医治荨麻疹等过敏性疾病及偏头痛等[1-3]。其含量的测定方法有毛细管电泳法(CE)[4]、紫外分光光度法[5]、高效液相色谱法(HPLC)等[6-7]，操作繁琐[8]。电化学发光也称电致化学发光[9]，是一种结合化学发光和电化学的新型分析技术。化学修饰电极因其具有可通过修饰电极表面的微结构来提高选择性和灵敏度的优越性，成为近年来一大研究热点。石墨烯由于其导电性强、比表面积大[10-11]，广泛用于修饰电极来提高检测方法的灵敏度和选择性[12-14]。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

盐酸赛庚啶、六水合三 (2,2-联吡啶) 氯化钌为优级纯；盐酸赛庚啶片(2 mg/片，广州九连山药业有限公司)；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、Nafion溶液、浓硫酸、五氧化二磷、过硫酸钾、水合肼、无水乙醇、葡萄糖、果糖、淀粉、糊精、氯化钾、氯化钠、氯化钙、碳酸钠、硫酸钠、氧化铝抛光粉、石墨粉均为分析纯；实验用水为去离子水。

MPI-E型电致化学发光分析系统；DL-60D 型超声波清洗器。

1.2 溶液配制

1.2.1 1×10-3mol/L盐酸赛庚啶标准溶液 准确称取0.032 0 g盐酸赛庚啶(中国药品生物制品检定所),定溶于100 mL的棕色容量瓶中冷藏于冰箱中备用。

1.3 修饰电极的制备

1.3.1 石墨烯材料的制备 在20 mL 浓硫酸中加入5 g五氧化二磷和5 g过硫酸钾,超声30 min，溶解后将混合溶液倒入100 mL圆底烧瓶中,并加入5 g石墨粉，80 ℃恒温水浴10 h，得到蓝黑色混合物。自然冷却至室温后,用超纯水洗涤至中性得到氧化石墨烯。将氧化石墨烯加入水合肼和去离子水的混合溶液，反应釜中230 ℃反应10 h。冷却至室温后,用去离子水和乙醇各洗涤3次，真空干燥12 h即得到还原后的石墨烯[16]。

1.3.2 石墨烯修饰玻碳电极的制备 玻碳电极依次用0.3，0.05 μm氧化铝抛光成镜面，然后用超纯水和乙醇交替超声清洗，用N2吹干。称1.0 mg石墨烯分散于1.0 mL含有0.05% Nafion的乙醇溶液中，超声，使其均匀悬浮。最后，用4 μL石墨烯分散液修饰电极，在室温下晾干。

1.4 实验方法

图1 电化学发光检测示意图Fig.1 Schematic diagram of ECL detection cell1.对电极；2.试剂及样品进口；3.参比电极；4.工作电极；5.光电倍增管

2 结果与讨论

图和赛庚啶体系的循环伏安图(a)和电致化学发光行为图(b)Fig.2 The CV curve (a) and the ECL curve (b) of

图赛庚啶体系在不同电极上的循环伏安图(a)和电致化学发光行为图(b)Fig.3 The CV curve (a) and the ECL curve (b) of on different electrodes

2.3 实验条件的优化

2.3.1 石墨烯修饰用量的优化 分别将1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0 μL 的石墨烯分散溶液(1.0 mg/mL)滴涂在6支不同的玻碳电极表面，制成石墨烯修饰电极，然后再将此玻碳电极作为工作电极依次进行电化学发光信号的检测。修饰电极的石墨烯分散液用量对盐酸赛庚啶的电化学发光强度的影响见图4。

图4 修饰剂用量对ECL强度的影响Fig.4 Effect of modification volume on ECL intensity

由图4可知，随着石墨烯用量的增加，电化学发光信号逐渐增大，但是当石墨烯用量达4.0 μL 后，该体系的电化学发光信号反而开始下降，这可能是由于石墨烯用量过多会导致其在玻碳电极表面形成较厚的修饰膜，反而阻碍了电极表面电子的有效传递。因此，选择4.0 μL为石墨烯分散液的最佳用量。

图5 pH值对ECL强度的影响Fig.5 Effect of pH value on ECL intensity

由图5可知，在缓冲液pH为7.0～8.0之间，随着pH的增大，发光强度也逐渐变大，在pH 为8.0时达到最大值，随后pH继续增大时发光强度反而开始下降。因此本实验选择最佳pH为8.0的PBS缓冲溶液。

图浓度对ECL强度的影响Fig.6 Effect of concentration on ECL intensity

2.4 方法的评价

在最优检测条件下，研究不同浓度的盐酸赛庚啶标准溶液在石墨烯修饰电极上的发光信号强度，以相对峰高对盐酸赛庚啶的浓度进行线性回归，结果见图7。

图7 不同浓度赛庚啶的电致化学发光曲线Fig.7 The ECL current of different concentration of cyproheptadine A.1×10-5mol/L,B.2×10-5mol/L,C.3×10-5mol/L,D.4×10-5mol/L,E.5×10-5mol/L

由图7可知，盐酸赛庚啶浓度2.0×10-7～1.0×10-4范围内与相对峰高呈良好的线性关系，线性回归方程为y=946.92x+1 082.21 (R2=0.996 9)，检出限(S/N=3)为6.4 ×10-8mol/L。图8是盐酸赛庚啶与联吡啶钌体系的校正曲线。

图8 盐酸赛庚啶体系的线性回归方程Fig.8 Linear regression equation of

2.5 干扰实验

2.6 实际样品分析

2.6.1 回收率 在样品中加入标准溶液进行回收率实验，结果见表1。

表1 盐酸赛庚啶片回收率测定Table 1 Recovery determination of cyproheptadine hydrochloride tablet

由表1可知，回收率在97.25%～104.33%，平均回收率为101.10%，RSD为2.78%，证明该方法具有很好的重现性。

2.6.2 样品分析 取10片盐酸赛庚啶药片，研磨为粉末并混合均匀。称取相当于1片盐酸赛庚啶含量的药品，充分溶解于一定量超纯水中，然后定容于100 mL容量瓶中，稀释后在最优条件下测定，结果见表2。

表2 盐酸赛庚啶片含量测定Table 2 Determination of cyproheptadine hydrochloride tablet

由表2可知，该方法测定效果较好，可有效用于盐酸赛庚啶片的分析、测定。

3 结论

采用滴涂法将无毒、廉价、具有高比表面积和优良导电性能的碳纳米材料石墨烯修饰在玻碳电极表面，并研究分析盐酸赛庚啶在修饰电极上的电化学发光行为。结果表明，在材料修饰量为4.0 μL，电解质溶液为pH 8.0的磷酸缓冲溶液，联吡啶钌浓度为4.0×10-4mol/L，扫描速度为100 mV/s，高压值为800 V的最优的条件下，盐酸赛庚啶浓度在1.0×10-4～2.0×10-7mol/L范围内与相应发光强度呈现良好的线性关系，线性方程为y=946.92x+1 082.21(R2=0.996 9)，检出限(S/N=3)为6.4×10-8mol/L，样品回收率在97.25%～104.33%，RSD为2.78%。