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      聚1H-咪唑-4-甲酸一納米氧化鋅復(fù)合膜修飾電極的制備及其對(duì)抗壞血酸、多巴胺和尿酸的同時(shí)測(cè)定

      2020-12-28 06:53:04趙丹張雷
      關(guān)鍵詞:混合液復(fù)合膜電位

      趙丹 張雷

      摘要:采用電化學(xué)法在滴涂納米氧化鋅(Zn0)的玻碳電極(GCE)上聚合修飾1H-咪唑-4-甲酸(HIMC),制得聚1H-咪唑-4-甲酸一納米ZnO(PHIMC-ZnO)復(fù)合膜修飾的GCE( PHIMC-ZnO/GCE),并用掃描電子顯微鏡(SEM)及電化學(xué)方法對(duì)修飾電極的形貌和電化學(xué)特性進(jìn)行了表征.利用循環(huán)伏安法(CV)和差分脈沖伏安法(DPV)研究了抗壞血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)在該修飾電極上的電化學(xué)行為,結(jié)果表明:在pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中,PHIMC-ZnO/GCE對(duì)AA,DA和UA均具有良好的電催化作用.在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,AA,DA和UA的物質(zhì)的量濃度線性范圍分別為80~1400,0.15~45.00和2-120 umol·L-1,相關(guān)系數(shù)分別為0.998 0,0.993 7和0.998 3,檢出限(S/N=3)分別為0.50,0.03和0.09 umol·L-1.AA,DA和UA在不同掃速下的電化學(xué)行為表明:AA,DA和UA在PHIMC-ZnO/GCE上的電極過程受吸附過程控制,將PHIMC-ZnO/GCE應(yīng)用于尿樣和血清中AA,DA和UA的同時(shí)測(cè)定,結(jié)果令人滿意.

      關(guān)鍵詞:1H-咪唑-4-甲酸(HIMC);納米氧化鋅(Zn0);抗壞血酸(AA);多巴胺(DA);尿酸(UA)

      中圖分類號(hào):0 657.1

      文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      文章編號(hào):1000-5137(2020)02-0191-12

      0引 言

      抗壞血酸(AA)又叫維生素C,是維持人體健康必需的一種水溶性維生素,在體內(nèi)生物合成及物質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用[1-2],人體中AA含量不足會(huì)引發(fā)壞血病、牙齦出血和牙齒脫落等疾病[3-4],因此對(duì)AA的定量分析在食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域相當(dāng)重要.多巴胺(DA)是哺乳類動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的神經(jīng)遞質(zhì)[5],人體內(nèi)DA含量失調(diào)會(huì)引發(fā)心臟病、帕金森病等疾病6-7J.此外,DA類物質(zhì)還具有興奮心臟、增加腎血流量的作用,可用于治療心肌梗死、腎功能衰竭等引起的休克綜合征[8].因此,DA濃度的準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)于神經(jīng)生理學(xué)研究、疾病診斷及相關(guān)藥物的質(zhì)量控制也尤為重要.尿酸(UA)是人體中嘌呤的最終代謝產(chǎn)物[9],是尿液和血液中的一種重要物質(zhì).人體內(nèi)UA含量異常時(shí)會(huì)導(dǎo)致糖尿病、痛風(fēng)、白血病和高血壓等疾病[10],因此,對(duì)人體中AA,DA和UA含量的測(cè)定具有醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)意義.

      目前,對(duì)于AA,DA和UA等生物分子的檢測(cè)主要采用化學(xué)發(fā)光法[11]、高效液相色譜法[12]、毛細(xì)管電泳法[13]及電化學(xué)方法[14-15]等.在這些方法中,電化學(xué)方法因操作簡(jiǎn)單、成本低廉、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛關(guān)注.然而,由于AA,DA和UA共存于生物體液中,且三者在裸電極上具有較高的相互接近的氧化過電位,因此很難對(duì)三者進(jìn)行同時(shí)測(cè)定.基于此,本文作者首先采用滴涂法將納米氧化鋅(Zn0)修飾在玻碳電極(GCE)上制備納米Zn0修飾的GCE (ZnO/GCE),然后在ZnO/GCE上電聚合1H-咪唑-4-甲酸( HIMC)制得聚1H-咪唑-4-甲酸一納米ZnO(PHIMC-Zn0)復(fù)合膜修飾的GCE( PHIMC-ZnO/GCE).該復(fù)合膜能有效結(jié)合HIMC的電化學(xué)活性和納米Zn0良好的生物相容性及高的電子傳遞特性,使其呈現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)[16],將該P(yáng)HIMC-ZnO/GCE應(yīng)用于尿樣和血清中AA,DA和UA的同時(shí)檢測(cè),結(jié)果令人滿意.

      1實(shí)驗(yàn)部分

      1.1儀器與試劑

      PCSTAT128N型AUTOLAB電化學(xué)工作站,瑞士萬通;雷磁pHS-25型精密pH計(jì),上海精密科學(xué)儀器有限公司;SJ-1200型超聲波清洗器,上海潔凈超聲波設(shè)備廠;三電極體系:表面修飾玻碳電極為工作電極,飽和甘汞電極( SCE)為參比電極,盤狀鉑絲電極為輔助電極;S-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM),日本日立;差分脈沖伏安法(DPV)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試電位范圍為-0.2-0.8 V,掃速為0.05 V·s-l,脈沖幅度為0.025 V·s-1,頻率為0.5 s,脈沖寬度為0.06 s,所有電化學(xué)測(cè)試均在室溫(20+3)℃下完成,溶液和電極保持靜止;電化學(xué)阻抗( EIS)測(cè)量均在含1 mmol·L-1K,F(xiàn)e(CN)6,1 mmol·L-1K4Fe(CN)6及0.1 moI.L_lKNO3的混合液中進(jìn)行,開路電位為0.19 V,頻率范圍為0.01-100 kHz.

      HIMC,Aladdin;Zn0,上海笛柏化學(xué)品技術(shù)有限公司;AA,上海曹楊二中化工廠;DA,Sigma;UA,Sigma;磷酸鹽緩沖溶液(PBS),pH值為4.0—9.0,由0.1 mol·L-1的NaH2PO4和Na2HPO4溶液配制;其他試劑均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水.

      1.2修飾電極的制備

      PHIMC-ZnO/GCE的制備:稱取8 mg納米Zn0分散在10 mL超純水中并超聲5 min,配制Zn0分散液.在進(jìn)行表面修飾之前,將GCE依次用0.3 um和0.05 um的氧化鋁(Al202)粉拋光至鏡面,用蒸餾水沖洗后,依次在無水乙醇和蒸餾水中各超聲清洗2 min,高純氮?dú)猓∟2)吹干,室溫保存,取6uL Zn0分散液滴于GCE表面,室溫下晾干,然后在含有0.01 mol.L-l HIMC的0.1 mol·L-1H2SO4溶液中,對(duì)制得PHIMC -ZnO/GCE用循環(huán)伏安法(CV)在-0.6+1.8V電位范圍內(nèi)以0.05 V·s-1的掃速循環(huán)掃描15圈.修飾電極置于0.1 mol·L-l pH值為7.0的PBS溶液中室溫保存、備用,

      聚1H-咪唑-4-甲酸修飾的GCE( PHIMC/GCE)的制備:將GCE置于含有0.01 mol·L-1 HIMC的0.1mol·L-l H2SO4溶液中,用循環(huán)伏安法在-0.6 +1.8 V電位范圍內(nèi)以0.05 V·s-1的掃速循環(huán)掃描15圈制得PHIMC/GCE.

      ZnO/GCE的制備:將6uL Zn0分散液滴涂到GCE表面,室溫下晾干即可制得ZnO/GCE.

      2結(jié)果與討論

      2.1修飾電極的制備與表征

      2.1.1

      HIMC在ZnO/GCE上的電化學(xué)聚合

      圖l為ZnO/GCE在含有0.01 mol·L-1 HIMC的0.1 mol·L-lH2SO4溶液中電聚合15圈后的CV圖.由圖l中內(nèi)插圖(b)可以看出,在掃描的第一圈,出現(xiàn)了1個(gè)峰電位位于1.09 V的氧化峰和2個(gè)分別位于-0.37 V和0.61 V微弱的還原峰.其中,峰電位位于1.09 V的氧化峰歸因于HIMC失去1個(gè)e發(fā)生氧化反應(yīng)生成1H-咪唑-4-甲酸自由基(HIMC+);位于-0.37 V和0.61 V的還原峰為HIMC+與其單體或HIMC+之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的1H-咪唑-4-甲酸二聚體或低聚物的還原所致.

      隨著掃描的持續(xù)進(jìn)行,位于1.09 V的氧化峰逐漸減弱消失,而在1.55 V處出現(xiàn)了一個(gè)新的微弱的氧化峰.這是由于在第1圈中生成的HIMC+與其單體或HIMC+之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的HIMC的二聚體或低聚物的再氧化所致.隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,溶液中HIMC的濃度逐漸減小,電極表面發(fā)生電氧化的HIMC的分子數(shù)也不斷減少,從而導(dǎo)致位于1.09 V處的氧化峰逐漸減弱,直至消失;隨著掃描圈數(shù)的增加,位于1.55 V處的氧化峰和位于-0.37 V和0.61 V的還原峰的峰電流逐漸增大,直至基本穩(wěn)定.這些電化學(xué)行為表明PHIMC在ZnO/GCE上的形成,且在15圈后基本穩(wěn)定.

      2.1.2修飾電極的表面形貌

      圖2(a),2(b)和2(c)分別為PHIMC/GCE,ZnO/GCE和PHIMC-ZnO/GCE的SEM圖,由圖2可知,PHIMC/GCE,ZnO/GCE和PHIMC-ZnO/CCE表面分別呈現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)形貌.其中,圖2(a)中PHIMC膜呈現(xiàn)出“方糖”狀的塊狀結(jié)構(gòu),顆粒的直徑約為10~40um;圖2(b)中的ZnO/CCE表面呈現(xiàn)出“棒一塊”狀交替的非均勻結(jié)構(gòu),直徑約為30~100 nm,長(zhǎng)度約為1~5 um;圖2(c)顯示,當(dāng)在ZnO/GCE上進(jìn)一步修飾PHIMC后,在電極表面形成了一層緊致復(fù)合膜,這種復(fù)合膜結(jié)構(gòu)為生物分子的負(fù)載及其電催化氧化提供了良好的活性平臺(tái).

      2.1.3 EIS表征

      EIS是用于測(cè)試電極界面動(dòng)力學(xué)屏障的工具,常用來研究在改性過程中電極表面的阻抗變化.EIS譜包括一個(gè)位于高頻區(qū)的半圓部分和一個(gè)位于低頻區(qū)的直線部分,高頻區(qū)的半圓部分對(duì)應(yīng)電子傳遞受限過程,低頻區(qū)的直線部分對(duì)應(yīng)電子傳遞擴(kuò)散過程.為了進(jìn)一步考察各聚合物膜在電極表面的導(dǎo)電性,分別對(duì)GCE(曲線a),PHIMC/GCE(曲線b),PHIMC-ZnO/GCE(曲線c)和ZnO/GCE(內(nèi)插圖)在等物質(zhì)的量濃度的Fe(CN)63-/4-溶液中的EIS譜進(jìn)行了研究,如圖3所示,

      由圖3可知,GCE的電荷交換電阻(Ret)約為1470 Ω(曲線a);當(dāng)在GCE表面修飾PHIMC膜時(shí),其Ret值增加到約4 340Ω(曲線b),表明PHIMC膜對(duì)電子傳遞有阻礙作用;當(dāng)在GCE表面修飾Zn0膜時(shí),其Ret值降低到約1149 Q(內(nèi)插圖曲線d),表明納米Zn0具有較高的電子傳遞特性,促進(jìn)了電極的電子傳遞速率;當(dāng)在GCE表面修飾PHIMC-Zn0復(fù)合膜后,它的Ret值顯著降低到約1270Ω(曲線c),表明復(fù)合膜能有效地促進(jìn)了電極表面電子的傳遞,同時(shí)也表明了PHIMC-Zn0復(fù)合膜已修飾到電極表面.

      2.2 AA,DA和UA在修飾電極上的電化學(xué)氧化

      為了研究AA,DA和UA在修飾電極上的電化學(xué)行為,圖4(a),4(b)和4(c)分別展示了1 000 umol·L-lAA,130 umol·L-1 DA和180 umol·L-l UA在GCE(曲線1)、PHIMC/GCE(曲線2)、ZnO/GCE(曲線3)和PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上的伏安響應(yīng).

      從圖4(a)可以看出,在GCE(曲線1)上,AA呈現(xiàn)出一個(gè)位于0.12 V處寬的弱氧化峰;在PHIMC/GCE(曲線2)上,AA的氧化峰電位為0.09 V.與裸GCE相比,AA在PHIMC/GCE上不僅具有較低的氧化過電位,且其氧化峰電流是裸GCE上峰電流的2.6倍;在ZnO/GCE(曲線3)上,AA具有比其在PHIMC/GCE上更低的氧化峰電位(0.07 V);在PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上,AA的氧化峰電位為0.08 V.與裸GCE相比,AA在PHIMC-ZnO/GCE上不僅具有較低的氧化過電位,而且其氧化峰電流也大大增加,為其在裸GCE上峰電流值的3.5倍.由此可知,與裸GCE相比,AA在PHIMC/GCE,ZnO/GCE和PHIMC-ZnO/GCE上都有較低的氧化過電位和較強(qiáng)的峰電流響應(yīng),表明此3種修飾電極對(duì)AA的電化學(xué)氧化都具有催化作用,而其中催化作用最為顯著的為復(fù)合膜修飾的PHIMC-ZnO/GCE電極.

      從圖4(b)可以看出,在GCE(曲線1)上,DA在0.22 V處呈現(xiàn)出一個(gè)很寬的弱氧化峰,而在PHIMC/GCE(曲線2),ZnO/GCE(曲線3)和PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上,DA的氧化過電位均負(fù)移,分別為0.17,0.15及0.16 V,且峰電流均增大,分別為DA在GCE上峰電流的2.0,2.5及3.0倍,其中表現(xiàn)最為突出的為PHIMC-ZnO/GCE.在該復(fù)合膜修飾的GCE上,DA的氧化峰負(fù)移到0.16V處,較裸GCE減小0.06V,且峰電流為其在裸GCE上的3.0倍,這說明PHIMC-ZnO/GCE對(duì)DA有較好的催化氧化作用.

      從圖4(c)可以看出,在GCE(曲線1)上,UA在0.34 V處呈現(xiàn)出一個(gè)很寬的弱氧化峰,而在PHIMC/GCE(曲線2),ZnO/GCE(曲線3)和PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上,UA的氧化過電位均負(fù)移,分別為0.28,0.32及0.27 V,且峰電流均增大,分別為UA在GCE上峰電流的5.9,3.1及8.5倍.由此可見,這3種修飾電極對(duì)UA的電化學(xué)氧化都具有催化作用,其中PHIMC-ZnO/GCE對(duì)UA的催化氧化作用最為突出.

      2.3 PHIMC-ZnO/GCE對(duì)混合液中AA,DA和UA的電化學(xué)區(qū)分

      為了考察PHIMC-ZnO/GCE的實(shí)用性,分別采用CV法和DPV法研究了AA,DA和UA的混合液在GCE(曲線1),PHIMC/GCE(曲線2),ZnO/GCE(曲線3)和PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上的電化學(xué)行為,如圖5所示.

      圖5(a)為800 umol·L-1AA,50 umol·L-lDA和50 umol·L-1UA的混合溶液在裸GCE(曲線1),PHIMC/GCE(曲線2),ZnO/GCE(曲線3)和PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上的CV圖,由圖5(a)中曲線1和3可知,AA,DA和UA在GCE上的氧化峰幾乎重疊在一起,不能將三者區(qū)分開來.在ZnO/GCE上,AA和DA的氧化峰重疊在一起,UA的氧化峰呈現(xiàn)扁平狀.而從曲線2和4可以看出,在PHIMC/GCE和PHIMC-ZnO/GCE上,其重疊的氧化峰均被分成3個(gè)獨(dú)立的氧化峰,此外,與在PHIMC/GCE上的氧化峰相比,AA,DA和UA在PHIMC-ZnO/GCE上具有更強(qiáng)的峰電流響應(yīng).值得注意的是,PHIMC膜對(duì)AA和DA的重疊氧化峰有較好的區(qū)分作用,而Zn0膜對(duì)AA,DA和UA有較好的催化氧化作用,兩者的協(xié)同作用使得PHIMC-ZnO/GCE不僅能很好地將AA,DA和UA的氧化峰區(qū)分開來,而且能使其氧化電流大大增加.在PHIMC-ZnO/GCE(曲線5)上,AA,DA和UA的氧化峰電位分別為0.02,0.13和0.27 V,氧化電流值為

      21.2,19.0和17.3 uA.以上結(jié)果表明,該修飾電極可用于混合液中AA,DA和UA的選擇性測(cè)定和同時(shí)測(cè)定,

      圖5(b)為800 umol·L-lAA,50 umoI ·L-1DA和50 umol·L-1UA的混合溶液在裸GCE(曲線1),PHIMC/CCE(曲線2),ZnO/GCE(曲線3)和PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上的DPV圖.由圖5(b)可以看出,AA和DA在GCE(曲線1)上的氧化峰幾乎重疊,UA的氧化峰呈扁平狀.在PHIMC/GCE(曲線2)上,三者氧化峰的電位分別為0.02,0.19和0.33 V.在ZnO/GCE(曲線3)上,AA和DA呈現(xiàn)出一個(gè)重疊的寬氧化峰.在PHIMC-ZnO/GCE(曲線4)上,AA,DA和UA分別在0.叭,0.15和0.29 V呈現(xiàn)出3個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)氧化峰,AA-DA和DA-UA的峰電位差(△Epa)為0.14 V,峰電流分別為24.9,26.9及19.7 uA.AA,DA和UA氧化峰之間寬的峰電位差和靈敏的電流響應(yīng)表明該電極可用于混合液中三者的選擇性和同時(shí)測(cè)定.

      2.4介質(zhì)酸度的選擇

      介質(zhì)酸度對(duì)AA,DA和UA的電化學(xué)行為有較大的影響,為此考察了不同酸度介質(zhì)下AA,DA和UA的電化學(xué)行為.圖6為PHIMC-ZnO/GCE在不同酸度(pH值分別為4.0,5.0,6.0,7.0,8.O,9.0)的0.1 mol·L-1 PBS中對(duì)AA,DA和UA的電化學(xué)響應(yīng).由圖6可知,隨著介質(zhì)pH的增加,AA,DA和UA的氧化峰電位均逐漸負(fù)移,說明質(zhì)子參與了電極反應(yīng).由圖6(a)可知,當(dāng)介質(zhì)pH值從4.0增至6.0時(shí),AA的峰流值逐漸增加并達(dá)到最大值,此后隨著溶液pH的繼續(xù)增大,AA的氧化峰電流又逐漸減弱.從圖6(b)可以看出,隨著介質(zhì)pH值從4.0增至7.0,DA的峰電流值逐漸增加并達(dá)到最大值;當(dāng)溶液pH值為7.0時(shí),DA的氧化峰電流達(dá)到最大值,此后隨著溶液pH值的繼續(xù)增大,DA的氧化峰電流又下降.從圖6(c)可以看出,隨著溶液pH值的增大,UA的峰電流值在pH值為7.0時(shí)達(dá)到最大值,此后隨著溶液pH值的繼續(xù)增大,UA的氧化峰電流又逐漸減弱.基于此,為了獲得高區(qū)分度和高靈敏度,本實(shí)驗(yàn)選用0.1 moI·L-1 pH值為7.O的PBS作為測(cè)定介質(zhì).

      2.5 AA,DA和UA在PHIMC-ZnO/GCE上的選擇性測(cè)定

      為了考察共存于同一混合液中的AA,DA和UA在電化學(xué)選擇性測(cè)定時(shí)相互之間的影響,分別在保持溶液中其他兩種待測(cè)物濃度不變的情況下,研究不同濃度的另一種物質(zhì)在修飾電極上的電化學(xué)行為.結(jié)果顯示,若保持DA(20 umol·L-1)和UA(40 umol·L-1)的濃度不變,在一定范圍內(nèi)增加AA的濃度,AA的峰電流隨其物質(zhì)的量的濃度增加而線性增加,而DA和UA的峰電流幾乎保持不變,如圖7(a)所示,在220~1 200 umol·L-1范圍內(nèi),AA的峰電流(ip,AA)與其物質(zhì)的量濃度(cAA)呈線性關(guān)系,回歸方程為ipa,AA=6.711+0.OllcAA( r=0.997 6).同樣,若保持AA( 800 umoI·L-l)和UA(50 umol·L-1)的濃度不變,在一定范圍內(nèi)增加DA的濃度,DA的峰電流也隨其物質(zhì)的量的濃度增加而線性增加,而AA和UA的峰電流幾乎保持不變,如圖7(b)所示,在5—85 umol·L-1范圍內(nèi),DA的峰電流(ipa,DA)與其物質(zhì)的量濃度(cDA)呈線性關(guān)系,回歸方程為ipa,DA=10.331+0.187cDA(r=0.998 1).若保持AA(800 umoI·L-l)和DA(30umol·L-1)的濃度不變,在一定范圍內(nèi)增加UA的濃度,UA的峰電流也隨其物質(zhì)的量的濃度增加而線性增加,而AA和DA的峰電流幾乎保持不變,如圖7(c)所示,在10—170 umol·L-l濃度范圍內(nèi),UA的峰電流(ipa,UA)與其物質(zhì)的量的濃度(cUA)的線性方程為ipa,UA=6.597+0.130cUA(r=0.998 5).這表明在AA,DA和UA共存的混合液中,其他兩種物質(zhì)的存在不會(huì)干擾另外一種物質(zhì)的響應(yīng),因此,PHIMC-ZnO/GCE可用于混合液中AA,DA和UA的選擇性測(cè)定.

      2.6 AA,DA和UA在PHIMC-ZnO/GCE上的同時(shí)測(cè)定

      在pH值為7.0的0.1 mol.L-l的PBS中,不同物質(zhì)的量濃度的AA,DA和UA的混合液在PHIMC-ZnO/GCE上的DPV圖,如圖8所示.由圖8可知,AA,DA和UA的氧化峰電流在一定范圍內(nèi)均隨其物質(zhì)的量濃度的增加而線性增大,濃度范圍分別為80.00—l 400.00, 0.15—45.00和2.00—120.00 umoI·L-1,回歸方程分別為ipa,AA=4.271+0.012cAA(r=0.998 0),ipa,DA=6.182+0.301eDA(r=0.993 7)和ipa,UA=4.796+0.151cUA(r=0.998 3).AA,DA和UA的檢出限(S/N=3)分別為0.50,0.03和0.09 umoI·L-l.相比于表1中列出的同時(shí)測(cè)定AA,DA和UA的其他研究,本方法具有較低的檢出限、較好的選擇性和較寬的檢測(cè)范圍等優(yōu)點(diǎn).

      2.7 AA,DA和UA在不同掃速下的電化學(xué)行為

      在不同掃速下,PHIMC-ZnO/GCE在AA(1 600 umol·L-1),DA(200 umol·L-l)和UA(400 umol·L-l)溶液的CV圖,如圖9所示.由圖9可知,當(dāng)掃速(V)在60—260 mV ·s-1時(shí),AA的氧化峰電流(ipa,AA)隨掃速(V)的增大而線性增大,回歸方程為ipa,AA=0.069 3v+7.54(r=0.998 3),表明AA在PHIMC-ZnO/GCE上的電極反應(yīng)為吸附控制過程,當(dāng)掃速在50—280 mV·s-1時(shí),DA的氧化峰電流(ipa,AA)隨掃速(V)的增大而線性增大,回歸方程為ipa,DA=0.118 6v+6.43(r=0.998 5),表明DA在PHIMC-ZnO/GCE上的電極反應(yīng)受吸附過程控制.當(dāng)掃速在70—440 mV·s-1時(shí),UA的氧化峰電流(ipa,AA)隨掃速(V)的增大而線性增大,回歸方程為ipa,AA= 0.049 3v+27.01(r=0.999 3),表明UA在PHIMC-ZnO/GCE上的電極反應(yīng)受吸附過程控制.

      2.8干擾研究

      為了考察修飾電極在實(shí)際樣品分析中的應(yīng)用,研究了生物樣品中潛在的干擾物質(zhì)對(duì)AA,DA和UA測(cè)定的干擾.在含有180umoI·L-1 AA,30umol·L-l DA和50umoI·L-1 UA的PBS溶液中(pH值為7.0,0.1 mol·L-l),當(dāng)相對(duì)誤差在+5%范圍時(shí),分別加入檸檬酸(3 000umol.L-l),Na+(2 000 p,mol.L。1),K+(2 000 umol·L-1),Ca2+(2 200 umol·L-1),Mg2+(2 200 umol·L-1),Zn2+(2 000 umol·L-1),葡萄糖(2 000umol.L-l),L-賴氨酸(1 200 umoI·L-l),L-酪氨酸(1 200umoI·L-l),L-半胱氨酸(1 000 umol·L-l)等干擾物質(zhì)對(duì)AA,DA和UA進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)均無干擾,說明該修飾電極有較好的抗干擾能力.

      2.9 電極的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性

      采用同樣的方式重復(fù)測(cè)定含有180 umol·L-1 AA,30 umol·L-1 DA和50 umol·L-1 UA混合液,考察了PHIMC-ZnO/GCE的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性.用同一根電極連續(xù)15次測(cè)定AA,DA和UA結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差( RSD)分別為4.3%,3.3%和3.1%.另外,用5根采用相同方法制備的修飾電極對(duì)含有混合液進(jìn)行測(cè)量,AA,DA和UA的RSD分別為3.7%,3.1%和2.9%,也表明修飾電極有較好的重現(xiàn)性.測(cè)定結(jié)束后,將修飾電極在室溫下保存于pH值為7.0的0.1 mol·L-1 PBS溶液中,其峰電流在一周內(nèi)基本不變,兩周后下降約3.7%,一個(gè)月后下降約6.5%,表明該修飾電極具有較好的穩(wěn)定性.

      2.10樣品分析

      為了研究該修飾電極在實(shí)際樣品分析中的實(shí)用性,對(duì)人體尿液和血清樣本中的AA,DA和UA進(jìn)行了分析.所用樣本在檢測(cè)前用pH值為7.0的0.1 moI·L-1 PBS溶液進(jìn)行稀釋,為了驗(yàn)證該方法的有效性,采用標(biāo)準(zhǔn)加入法在尿樣和血清樣本中加入一定量的AA,DA和UA標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)定AA,DA和UA的含量,結(jié)果見表2.由表2可知:AA,DA和UA的回收率分別為97.6%-104.0%,92.2%-99.O%和105.3%-108.7%,表明PHIMC-ZnO/GCE能有效地應(yīng)用于實(shí)際樣品中AA,DA和UA的同時(shí)測(cè)定.3結(jié)論

      采用電聚合法在Zn0滴涂的GCE上聚合修飾HIMC,制得了PHIMC-Zn0復(fù)合膜修飾的GCE( PHIMC-ZnO/GCE),并采用CV法和DPV法研究了AA,DA和UA在PHIMC-ZnO/GCE上的電化學(xué)行為.結(jié)果表明:該修飾電極不僅能夠使AA,DA和UA的氧化過電位發(fā)生較大的負(fù)移和陽極峰電流增加,而且還能將它們?cè)诼汶姌O上重疊的弱氧化峰分開成3個(gè)明顯的強(qiáng)氧化峰,并有較大的峰間距.因此,PHIMC-ZnO/GCE可用于混合液中AA,DA和UA的同時(shí)測(cè)定,并有較好的靈敏度、選擇性和較高的電催化行為.將該方法用于尿液和血清中AA,DA和UA的同時(shí)測(cè)定,結(jié)果令人滿意,

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      (責(zé)任編輯:郁慧,馮珍珍)

      收稿日期:2019-11-12

      基金項(xiàng)目:上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(A-0131-18-004031);全國(guó)青年教師教育教學(xué)研究課題(2017QNJ079)

      作者簡(jiǎn)介:趙丹(1993-),女,碩士研究生,主要從事電分析化學(xué)方面的研究.E-mail:zhaodan6728@163.com

      通信作者:張雷(1968-),男,副教授,主要從事導(dǎo)電高聚物、生物傳感器及光譜電化學(xué)方面的研究.E-mail:chemzl@shnu.edu.cn

      引用格式:趙丹,張雷.聚1H-咪唑-4-甲酸一納米氧化鋅復(fù)合膜修飾電極的制備及其對(duì)抗壞血酸、多巴胺和尿酸的同時(shí)測(cè)定[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2020,49(2):191-202.

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