木犀草素在纳米金/十二烷基硫酸钠修饰玻碳电极上的电化学行为及测定*

白小慧，杜芳艳，邢 艳，马向荣，弓 莹，田 伟

(榆林学院 化学与化工学院，陕西 榆林 719000)

木犀草素作为黄酮类化合物的一种，广泛存在于蔬菜、水果和药用植物中，且是药用植物中主要活性成分之一，具有抗肿瘤、抗炎、增强机体免疫功能、降血脂血糖、抑菌抗病毒、延缓衰老等作用[1-4]。近年来，国内外对其开发研究非常活跃，如应用毛细管电泳法检测含有黄酮类化合物的物质[5]，高效液相色谱法测定药物、植物、动物中木樨草素的含量[6]，硫代巴比妥酸(TBA)快速测定法测定木犀草素抗氧化活性[7]，荧光光谱法检测木樨草素与牛血清蛋白的相互作用[8]等。木犀草素电化学性质的研究和应用，可以丰富有机化学、电化学及药学理论，同时为抗炎、抗癌等新药的研制奠定理论基础，具有十分重要的应用价值和令人瞩目的发展前景。因此，研究木犀草素含量的检测方法及优化测定条件有着十分重要的意义及应用价值。目前，最常用的测量木犀草素的方法为色谱法[9-10]和毛细管电泳[11]法，但这些方法存在操作繁琐、灵敏度不高等缺点。作者采用电化学方法研究了木犀草素在纳米金/十二烷基硫酸钠修饰玻碳电极上的电化学行为，并建立了检测木犀草素含量的新方法。

1 实验部分

1.1 原料、试剂与仪器

白菊花茶：杭州古茗茶叶有限公司；花生壳：榆林榆阳区佳粮农产品购销有限公司。

木犀草素：生化试剂，国营集团化学试剂有限公司；十二烷基硫酸钠：分析纯，国营集团西安化学试剂有限公司。

电化学工作站：CHI660D，上海辰华仪器公司；三电极系统[纳米金/十二烷基硫酸钠修饰玻碳电极(工作电极)、饱和甘汞电极(SCE)(参比电极)、铂丝电极(辅助电极)]：E-301F，上海雷磁；红外线烘烤箱：SXW，上海电炉厂；电子天平：ESJ60-4，沈阳龙腾电子有限公司；超声清洗仪：DL-180，昆山市超声仪器有限公司。

1.2 溶液的配制

木樨草素标准液：准确称取0.028 6 g木犀草素，溶解在甲醇溶液中，定容至100 mL容量瓶，制得浓度为1×10-3mol/L的木犀草素溶液，用甲醇稀释成1×10-4mol/L标准储备液，保存于4 ℃以下的冰箱中。用时稀释至所需浓度。

缓冲液：0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH=7.1)，实验用水均为二次蒸馏水。

1.3 修饰电极的制备与预处理

1.3.1 修饰电极的制备

将玻碳电极用金相砂纸抛光，先用1.0 μm的Al2O3粉末打磨，再用0.3 μm的Al2O3粉末打磨至镜面，然后用乙醇、HNO3和二次蒸馏水超声清洗5 min。晾干后，记为GCE。

配制φ(十二烷基硫酸钠)=5%溶液，用微量进样器吸取2 μL点涂在GCE玻碳电极表面，置于红外烘箱内烘烤20 min后取出，即得到十二烷基硫酸钠修饰玻碳电极，记为SDS/GCE。

向0.5 mmol/L HAuCl4中加入0.01 mol/L Na2SO4和0.01 mol/LH2SO4溶液。将烘干的SDS/GCE、GCE电极放在混合液中，电位为-0.5～1.5 V，利用循环伏安法在0.1 V/s的扫速下扫描10圈，即可得到十二烷基硫酸钠/纳米金修饰的玻碳电极，记为Au/SDS/GCE以及纳米金修饰的玻碳电极，记为Au/GCE。

1.3.2 实验方法

取1.0×10-4mol/L木犀草测标准储备液1.0 mL于25.00 mL容量瓶中，再加pH=7.1的磷酸盐缓冲溶液21.00 mL，并用二次蒸馏水定容至刻度，静置10 min。移取10.00 mL试液于电解池中，采用三电极系统：分别以GCE、Au/GCE、Au/SDS/GCE为工作电极，SCE为参比电极，铂丝电极为辅助电极，电位为-0.2～0.6 V进行循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)扫描，记录峰电流Ip和峰电位Ep。

2 结果与讨论

2.1 电化学特性曲线

在c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=6.9)中进行CV扫描。研究GCE、Au/GCE、Au/SDS/GCE 3种电极对木犀草素的电化学催化性能，结果见图1。

E/V(vs.SCE)图1 c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L在PBS(pH=6.9)溶液中的CV图

由图1可知，木犀草素在3种电极上的伏安曲线中均出现了一对氧化还原峰，是典型的可逆反应。其中在裸玻碳电极GCE上氧化峰电位Ea=0.236 V，还原峰电位Eb=0.199 V，峰电位差ΔEp=0.037 V；在Au/SDS/GCE修饰电极上的Ea=0.309 V、Eb=0.152 V、ΔEp=0.157 V；Au/GCE修饰电极上的Ea=0.265 V、Eb=0.217 V、ΔEp=0.048 V。修饰电极与裸电极相比较，Ep均正移，ΔEp均有所增大，Ip明显增大。其中在Au/SDS/GCE修饰电极上峰形尖锐，对称性好，Ip是GCE电极上的4倍，ΔEp与GCE电极相比增大了0.12 V，这是因为修饰的十二烷基硫酸钠与纳米金增大了电极的导电性，加快了电子的交换。

2.2 实验条件的优化

2.2.1 支持电解质pH的选择

在pH=5.8～8.0 PBS中，对4.0×10-6mol/L的木犀草素进行CV、SWV扫描，得到不同pH值下CV、SWV曲线，结果见图2、图3。

E/V(vs.SCE)图2 c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L在pH值不同的PBS溶液中的CV图

E/V(vs.SCE)图3 c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L在pH值不同的PBS溶液中SWV图

由图2、图3可知，当pH<7.1，木犀草素在该电极上的Ep随着pH值的增大而增大；当pH>7.1，Ep随着pH值的增大而减小；当pH=7.1，Ip达到最大，故实验选择pH=7.1的PBS。

2.2.2 扫速速率的影响

将c(木犀草素)=4.0×10-6mol/L放在电解池中，在电位为-0.2～0.6 V，扫速为50～200 mV/s进行循环伏安扫描，得到不同扫速的循环伏安图，结果见图4。

E/V(vs.SCE)图4 木犀草素Ip与扫描速度的关系

由图4可知，Ip随着扫速的增加而增大，Ep正移。

2.2.3 方波法频率和振幅的确定

控制c(木犀草素)不变，改变方波伏安参数，以确定最佳测定条件，电位为-0.1～0.6 V，控制振幅为0.050 V，考察频率分别为60、80、90、100、110、120 Hz对Ip的影响，测定结果见图5。

E/V(vs.SCE)图5 频率与Ip关系

由图5可知，频率为100 Hz时，Ip最大。

在频率为100 Hz时考察了振幅分别0.025、0.030、0.035、0.040、0.045、0.050 V对Ip的影响，结果见图6。

E/V(vs.SCE)图6 振幅与Ip关系

由图6可知，振幅为0.050 V时Ip最大。当振幅超过0.050 V峰型不对称，Ep发生变化。因此，选择频率100 Hz和振幅0.050 V为最佳实验条件。

2.3 标准曲线与检出限

在选定的最佳条件下，c(木犀草素)=1.0×10-9、1.0×10-8、0.1×10-6、0.6×10-6、1.0×10-6、1.3×10-6mol/L(A→F)，用SWV法测得其与Ip之间的线性关系，结果见图7。

E/V(vs.SCE)图7 不同c(木犀草素)的SWV图

由图7可知，二者之间存在良好的线性关系，其线性方程Ip=7.035c+4.863，R=0.999 3，检出限(3S/N)为5.0×10-10mol/L。

2.4 干扰物的测定

2.5 重现性和稳定性实验

利用修饰电极进行测定时，电极的重现性和稳定性对实验结果影响极大。对4.0×10-6mol/L的木犀草素溶液，用同一支电极对其连续测定6次，相对标准偏差为2.3%，将电极间隔放置1、3、5 d以后进行测定，电极在3 d时的催化活性仍然可以达到90%，说明电极具有良好的稳定性。用6支不同批次的Au/SDS/GCE修饰电极进行测定，6支电极测定结果相对标准偏差为1.35%，说明电极的重现性良好。

准确称量6组5.0 g干燥粉碎好的菊花茶和花生壳样品，于50 mL的蒸馏烧瓶中，加入30 mL的甲醇，回流提取2 h，抽滤，收集滤液。将滤液置于50 mL容量瓶中用甲醇定容至刻度。取1 mL的样品溶液加入pH=7.1的PBS，按照1.3.2方法分别对花生壳和菊花茶提取液进行电化学行为测定，同时进行加标回收实验，结果见表1和表2。

表1 菊花茶样品测定结果(n=6)

表2 花生壳样品测定结果(n=6)

由表1、表2可知，菊花中w(木犀草素)=0.316 4 mg/g，相对标准偏为1.86%，回收率为96.81%～104.7%。花生壳中w(木犀草素)=3.500 mg/g，相对标准偏差为1.01%，回收率为95.56%～102.5%。

3 结 论

Au/SDS/GCE制备方法简单，电极稳定性高，表面可以更新，且该电极对木犀草素具有良好的电催化活性，该法用于测定菊花和花生壳中木犀草素的含量具有试样用量少、回收率高、操作简单等优点，可为木犀草素的检测提供一种简便的新方法。