基于对氨基苯甲酸的芦丁分子印迹电化学传感器的制备及应用★

王 曼，孟戎茜，王文盛

（太原工业学院化学与化工系，山西 太原 030008）

引言

芦丁（rutin，RT）作为黄酮类化合物的一种，多种植物的叶和根中都能将其提取出来，作为维生素的一种（维生素P），其治疗毛细血管疾病具有显著功效，常用于防治脑出血、抗炎症、抗氧化、治疗高血压[1]。目前测定芦丁的分析检测方法主要有毛细管电脉法（CE）[2-3]、高效液相色谱法（HPLC）[4-5]、分光光度法（UV）[6]、流动注射分析法[7]和电化学分析法等。每种检测方法都有其利弊。本文探究一种更快速，准确的电化学分析法检测芦丁。对氨基苯甲酸（p-aminobenzoic acid，p-ABA）在电化学检测方面得到应用，由于其极易发生电化学聚合反应，可以附着在电极材料上形成化学性能良好的膜，因此大多被用于修饰电极以制备传感器，分子印迹电化学传感器(molecularly imprinted electrochemical sensors)是基于分子印迹技术和电化学检测技术[8]，利用分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymer，MIP）作为电极的敏感材料[9]，用来构建电化学传感器，其对模板分子具有高选择性的特异性识别性能，具备稳定性好、灵敏度高、制备简单和检测成本低等优点。本文通过构建一种基于对氨基苯甲酸的分子印迹电化学传感器，来实现对芦丁高选择性高灵敏性检测。

1 实验部分

1.1 GCE 预处理

将电极分别用0.3、0.05 mm 的氧化铝浆对玻碳电极进行打磨。用去离子水洗净。在铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液中，采用CV 法对电极进行校正检测，最后观察峰电位，要求氧化还原峰差在80 mV 以内，再得以进行后续的操作。

1.2 MIP/GCE 的制备

精密称取0.017 3 g 的p-ABA，用5 mL 高氯酸锂超声溶解，再加入1 mL 芦丁储备液，最后用去离子水定容至25 mL，制得分子印迹聚合液。以p-ABA为功能单体，芦丁为模板分子，将电极GCE 浸入分子印迹聚合液，在0.05 V/s 扫速，-0.5 V～1.0 V 电位范围，聚合圈数为10 圈，在氢氧化钠溶液中洗脱30 min，制备得到MIP/GCE，随后将MIP/GCE 在10 μmol/L的芦丁醋酸缓冲液（pH=4.2）中富集10 min，采用DPV 法，扫描范围为0 V～0.7 V，对其进行检测。

1.3 MIP/GCE 制备条件的考察

在循环伏安法（CV）下，分别考察聚合圈数（6、10、14、20 圈），印迹浓度（8∶1、10∶1、12∶1、14∶1），洗脱时间（15、20、30、40 min）对MIP/GCE 的电催化性能的影响。

1.4 实际样品的检测

取芦丁片5 片，研碎，乙醇溶解，过滤，精密吸取滤液1 mL，用乙醇定容至25 mL 中，得到芦丁样品液，计算含量，随后吸取一定量的样品液，按照样品液80%、100%、120%体积分数吸取一定体积的芦丁对照液，制备得到样品待测液，计算加样回收率。

2 结果与讨论

2.1 确定最佳的MIP/GCE 制备条件

由图1 可以看出，当沉积圈数为10 圈时，检测出对芦丁溶液的响应峰电流最高，因此确定制备分子印迹电化学传感器的最佳沉积圈数为10 圈。

图1 不同沉积圈数对芦丁的检测

由图2 可以看出，当分子印迹聚合物溶液中对氨基苯甲酸与芦丁的比例为10∶1 时对芦丁溶液的响应峰电流最高，因此确定分子印迹聚合物最佳比例为10∶1 时，检测出对芦丁溶液的响应峰电流最高，因此确定分子印迹聚合物最佳比例为10∶1。

图2 不同聚合物比例对芦丁检测

由图3 可以看出，电极沉积后洗脱30 min 时，检测出对芦丁溶液的响应峰电流最高，因此确定最佳洗脱时间为30 min。

图3 不同洗脱时间对芦丁进行检测

2.2 富集时间的确定

分别用6 种不同富集时间对洗脱后的电极在芦丁溶液中进行富集，采用循环伏安法，用修饰好的电极在pH=4.24，浓度为10 μmol/L 的芦丁溶液中富集不同时间，然后对其进行了检测，记录并对比不同富集时间下各电极的CV 曲线。不同富集时间后分子印迹电化学传感器对芦丁的电响应如图4 所示。

图4 不同富集时间对芦丁进行检测

由图4 可以看出，电极洗脱后富集10 min 时，检测出对芦丁溶液的响应峰电流最高，因此确定最佳富集时间为10 min。

2.3 对扫速的考察

分别用5 种不同扫速来检测芦丁，用循环伏安法，在-0.5 V～1 V 的扫描范围，0.05 V/s 的扫速下，在电极上进行10 圈沉积，然后洗脱30 min。将洗脱后的电极在0 V～0.7 V 的扫描范围内，在不同的扫速下采用循环伏安法，在pH=4.24，浓度为10 μmol/L的芦丁溶液中富集10 min，然后对其进行检测，记录并对比不同扫速下各电极的CV 曲线。不同扫速下分子印迹电化学传感器对芦丁的电响应如图5 所示。

图5 不同扫速对芦丁的检测

2.4 最佳缓冲液pH 的确定

检测了6 种pH 的芦丁溶液，将修饰好的电极，采用循环伏安法，分别在不同pH，浓度为10 μmol/L的芦丁溶液中富集10 min，然后对其进行了检测，记录并对比不同pH 的芦丁溶液中各电极的CV 曲线。分子印迹电化学传感器对不同pH 的芦丁的电响应如第3 页图6 所示。

由图6 可以看出，在对pH=4.24 的芦丁溶液进行检测时，其峰电流最高，因此确定最佳缓冲溶液的pH 为4.24。

图6 对不同pH 的芦丁溶液的检测

2.5 线性关系及线性

检测10 种不同浓度的芦丁溶液，在-0.5 V～1.0 V 的扫描范围，0.05 V/s 的扫速下，用CV 法，在GCE 上用10∶1 的聚合物溶液沉积10 圈，然后洗脱30 min。将修饰好的电极在0 V～0.7 V 的扫描范围内，以0.05 V/s 的扫速的参数下采用循环伏安法，在pH=4.24，在不同浓度的芦丁溶液中富集10 min，然后对其进行了检测，记录并对比不同浓度的芦丁溶液中各电极的CV 曲线，分子印迹电化学传感器对不同浓度的芦丁的电响应如表1、图7 和表2、图8。

表1 小浓度线性关系

图7 芦丁浓度在0.15μmol/L～0.6 μmol/L 与峰电流线性关系

表2 大浓度线性关系

图8 芦丁浓度在2.5 μmol/L～15 μmol/L 与峰电流线性关系

由图7 得到，峰电流与芦丁浓度有一定的关系，芦丁浓度增大后峰电流值也变大了，芦丁浓度在0.15 μmol/L～0.6 μmol/L 之间时，峰电流与芦丁浓度的线性方程为I=1.726 6c-0.052 6，线性相关系数为R2=0.974 8。

由图8 得到，峰电流与芦丁浓度有一定的关系，芦丁浓度增大后峰电流值也变大了，浓度在2.5 μmol/L～15 μmol/L 之间时，峰电流与芦丁浓度的线性方程为I=0.111 7c+1.345 7，线性相关系数为R2=0.990 1。

2.6 芦丁片成品检测

带入线性方程计算得出各自对应的实物样品液浓度，计算回收率，进而得出平均回收率为98.8%（RSD=7.2%），芦丁片的质量分数为66.3%。3 组不同芦丁成品富集液的本底量、加入量、理论量、测得量及回收率记录在表3 中。

表3 芦丁成品检测

3 结论

本文构建了一种基于对氨基苯甲酸的芦丁分子印迹电化学传感器，该传感器具有高灵敏性，宽线性范围等优点，确定分子印迹电化学传感器的最佳制备条件，最优检测条件

对实际样品芦丁片检测，质量分数为66.3%，平均回收率为98.8%（RSD=7.2%），说明该方法准确性较高，可实现对实际样品的检测。