離子液體修飾碳糊電極測定海紅果中的槲皮素

李梅，杜芳艷，溫俊峰，吳歡歡

(榆林學院 化學與化學工程學院，陜西 榆林 719000)

槲皮素是一種多羥基黃酮類化合物，具有多種生物學活性及很高的藥用價值［1］，廣泛存在于植物的花、葉、果實中，是人類飲食中最主要的生物類黃酮。已知有100 多種中草藥中含有槲皮素［2］。槲皮素對多種腫瘤具有抑制作用、具有較好的祛痰、止咳、平喘、抗菌、抗病毒、抗炎、抗過敏、抗心律失常、抗血小板凝聚、抗氧化及清除自由基作用，此外還有降糖降壓、降血脂、免疫調節(jié)及對心血管系統(tǒng)的保護作用等，近年來倍受人們的關注［3-5］。

槲皮素含量的測定方法有光度法、光譜法、高效液相色譜法、高效毛細管電泳法、電化學法等［6-13］。光度法測定槲皮素含量時，會受到其它黃酮類化合物的干擾，影響測定結果;高效液相色譜法和毛細管電泳法操作復雜，儀器和試劑比較貴。電化學檢測具有靈敏、快速、設備成本低等優(yōu)點而得到廣泛研究和應用。Xiao Ping 等［14］采用碳納米管修飾石墨電極檢測槲皮素，靈敏度較高，但是蘆丁對檢測產生嚴重干擾，電極的選擇性有待提高。離子液體是近年來一種新型的綠色有機溶劑，具有高導電率和粘度相對較大的特點，從而在醫(yī)藥、食品、化工及化學等多種領域有著廣泛的應用。

海紅果為薔薇科植物海紅子(Malus micromalus Makino)的果實，學名西府海棠［15］，海紅果中富含黃酮類化合物，海紅果中槲皮素測定尚未見報道。因此，我們制備了離子液體修飾碳糊電極，研究槲皮素在該修飾電極上的電化學行為，建立了一種新的測定槲皮素的電化學方法。該法具有操作簡單、分析快速、靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點。用于海紅果中槲皮素含量的測定，結果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

海紅果，陜西省府谷縣產;1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽(［bmim］PF6)，分析純;槲皮素對照品，生化試劑;石墨粉，光譜純;液體石蠟;0.2 mol/L 的BR 緩沖溶液(pH 3.2 ±0.1)等均為分析純;水為二次蒸餾水。

CHI660D 電化學工作站，三電極系統(tǒng):工作電極為離子液體修飾碳糊電極(IL/CPE，自制)，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，對電極為鉑絲電極;紅外線烘烤箱;HH-1 數顯恒溫水浴鍋;SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水真空泵;ESJ60-4 電子天平;pHS-25 酸度計。

1.2 離子液體修飾碳糊電極的制備

將1.0 g 石墨粉與0.5 mL 混合液(［bmim］PF6∶液體石蠟=1 ∶0.5)混合均勻，并在紅外線烘烤箱內烘烤0.5 h(溫度約為80 ℃)。將糊狀物填充入內徑3 mm 的PVC 管中。另一端與銅絲相連，緊密壓實。制備好的電極在金相砂紙上進行粗打磨，然后在稱量紙上打磨光滑，即得修飾電極(IL/CPE)。每次測量前都要對電極進行更新。將碳糊擠出2 ～3 mm 后，在紙上拋光并洗凈，將電極置于0.2 mol/L的B-R 緩沖溶液中于0.0 ～0.6 V 電位以100 mV/s的掃速循環(huán)伏安掃描若干圈，使修飾電極保持活性。

1.3 實驗方法

準確稱取1.69 mg 槲皮素，溶解在熱的無水乙醇中，定容至100 mL，得濃度0.5 mmol/L 的槲皮素乙醇標準儲備液，保存?zhèn)溆谩Ｓ脮r稀釋至所需濃度的工作溶液。

移取一定量的0. 5 mmol/L 槲皮素儲備液于25 mL 容量瓶中，加入0. 2 mol/L B-R 緩沖溶液10.00 mL，用二次蒸餾水定容，靜置10 min。采用三電極系統(tǒng)在0 ～0.6 V 電位，以100 mV/s 掃速進行循環(huán)伏安掃描。同法測定海紅果中槲皮素的含量。

2 結果與討論

2.1 槲皮素在IL/CPE 上的電化學行為

圖1 是0.2 mmol/L 槲皮素在B-R 緩沖溶液中于IL/CPE 和CPE 上產生的電化學響應。

圖1 槲皮素在CPE(a)和IL/CPE(b)上的循環(huán)伏安圖Fig.1 Cyclic voltammograms of quercetin at a CPE (a)and an IL /CPE (b)

由圖1 可知，在CPE 上，槲皮素產生了一對氧化還原峰(圖1a)，氧化峰電位是0.308 V，還原峰電位是0.164 V，峰電位差(ΔEp)為0.144 V;在槲皮素IL/CPE 上也產生了一對氧化還原峰(圖1b)，但氧化峰電位負移到0. 299 V，還原峰電位負移至0.177 V，ΔEp 減小為0.122 V，電流響應顯著增大，是其在CPE 上的4.5 倍，表明IL/CPE 既降低了槲皮素氧化還原反應的過電位，又顯著提高了其電流響應，說明IL/CPE 對槲皮素的氧化還原反應有電催化作用。這是由于離子液體具有較好的導電性，把它作為修飾劑加入到碳糊電極中，可以減小由不導電的有機粘合劑液體石蠟產生的電阻，改善電極的導電性，加快電極上的電子交換速度。

2.2 支持電解質

分別考察了電解質B-R、HAc-NaAc、Na2HPO4-NaH2PO4(PBS)、NH3· H2O-NH4Cl 溶液中對0.1 mmol/L槲皮素電流響應的影響。結果顯示，在0.2 mol/L 上述緩沖溶液中，槲皮素有一靈敏的氧化還原反應峰出現，其中在B-R 緩沖溶液中峰形尖銳，對稱性好，峰電流Ip大，所以選擇0.2 mol/L 的B-R 緩沖溶液中作為支持電解質。

2.3 底液的酸度

在0.2 mol/L pH 為2. 0 ～9. 0 B-R 緩沖溶液中，對0.1 mmol/L 的槲皮素進行循環(huán)伏安掃描。結果顯示，當pH ＜3.0 時，峰電流隨著pH 值的增大而增大;當pH ＞3.8 時，峰電流隨著pH 值的增大而減小;當pH 超過8.5 時，槲皮素的氧化-還原反應峰逐漸消失?？梢酝茢啵斎芤簤A性增大時，會減弱槲皮素在電極表面的吸附，致使氧化-還原反應峰消失。當pH 3.2 時，峰電流達到最大。考慮到峰形及峰電流的影響，選擇pH 為3.2 ±0.1 的B-R 緩沖溶液作為支持電解質。

2.4 掃速的影響

在0.2 mol/L B-R 緩沖溶液中，用循環(huán)伏安法研究了掃速對0.2 mmol/L 槲皮素電化學行為的影響，結果見圖2。

圖2 槲皮素在IL/CPE 上不同掃速時的循環(huán)伏安曲線及IP-v 關系圖Fig.2 Cycle voltammogramms of quercetin at IL/CPE with various scan

由圖2 可知，槲皮素的峰電流隨著掃速的增加而增大，且與掃速呈良好的線性關系，Ip(μA)=－10.075v +0.280，R2=0.998 9，表明槲皮素在IL/CPE 上的電極反應受吸附控制。

2.5 電極的重現性與測定精密度

用同一根離子液體修飾碳糊電極對濃度為5 ×10－5mol/L 的槲皮素平行測定10 次，相對標準偏差(RSD)為1.22%，說明該電極的穩(wěn)定性較好。用6支不同批次制備的IL/CPE 進行測定，RSD 為1.55%。表明該電極重現性好。

2.6 標準曲線

在優(yōu)化的實驗條件下，槲皮素的氧化峰電流與其濃度在0.1 ～50 μmol/L 范圍內呈良好的線性關系，線性回歸方程為:Ip(μA)=3.943 3 +0.211 9c(μmol/L)，線性相關系數為0.999 4，檢出限為3.0×10－8mol/L (S/N=3)。

圖3 不同濃度槲皮素在IL/CPE 上的CV 曲線及IP-c 關系圖Fig.3 CV curves of different concentration of quercetin at IL/CPE

2.7 海紅果中槲皮素的測定

取海紅果粉10.0 g，加入0.06%果膠酶，按照料液比為1 ∶9 加水，于50 ℃恒溫水浴浸提4 ～5 h，過濾，得海紅果汁，定容至500 mL。海紅果中槲皮素含量，6 次測定的平均值為47.77 mg/g，相對標準偏差為1.96%。

取已知含量的樣品溶液，加入一定量的槲皮素標準溶液，進行加標回收實驗，回收率為95.8% ～104.8%。

表1 海紅果中槲皮素的加標回收率(n=6)Table 1 Determination results of quercetin in Malus micromalus Makino and recoveries (n=6)

3 結論

(1)IL/CPE 修飾電極對槲皮素在該電極上的氧化、還原有電催化作用，在循環(huán)伏安曲線上，槲皮素的峰電流與其濃度在0.1 ～50 μmol/L 呈良好的線性關系，其線性方程為ip(μA)=3.941 3 +0.211 9 c(μmol/L)，線性相關系數為0.999 4，檢出限為3.0 ×10－8mol/L。

(2)用離子液體修飾碳糊電極循環(huán)伏安法測得海紅果中的槲皮素的含量為47.77 mg/g。

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