基于單壁碳納米管修飾電極測(cè)定貝諾酯片劑中貝諾酯的含量

孔粉英，呂 遙，李金燕，陸 燕，王 偉

(1.鹽城工學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051；2.上海紅雙喜有限公司,上海 200070)

基于單壁碳納米管修飾電極測(cè)定貝諾酯片劑中貝諾酯的含量

孔粉英1，呂 遙2，李金燕1，陸 燕1，王 偉1

(1.鹽城工學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051；2.上海紅雙喜有限公司,上海 200070)

運(yùn)用循環(huán)伏安法研究了貝諾酯在單壁碳納米管修飾電極上的電化學(xué)行為。在B-R緩沖溶液(pH 5.0)中，貝諾酯于1.10 V ( vs . SCE)電位處有一個(gè)峰形很好的氧化峰。與裸玻碳電極相比，貝諾酯在修飾電極上的電位正移了約30 mV，峰電流增加了近5倍。在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，貝諾酯的氧化峰電流與其濃度(2.8×10-6～1.4×10-4mol/L)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，檢出限為4.8×10-7mol/L。該方法用于實(shí)際樣品貝諾酯片劑的檢測(cè)中，結(jié)果令人滿意。

單壁碳納米管；貝諾酯；化學(xué)修飾電極；電化學(xué)測(cè)定

貝諾酯(benorilate)[2-乙酰氧基苯甲酸對(duì)乙酰氮基苯酯]又名撲炎痛、苯樂(lè)萊、解熱安，是非甾體類(lèi)解熱鎮(zhèn)痛藥，環(huán)氧酶抑制劑[1]，結(jié)構(gòu)式如圖1所示。它把撲熱息痛和阿斯匹林二者結(jié)合為一體,既具有阿司匹林的解熱鎮(zhèn)痛抗炎作用，又保持了撲熱息痛的解熱作用，并且還克服了它們副作用較大的缺點(diǎn)[2]，在臨床上應(yīng)用很廣。

圖1 貝諾酯的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of benorilate

有關(guān)貝諾酯的測(cè)定方法，文獻(xiàn)報(bào)道的很少。迄今為止，主要有分光光度法[3-4]和高效液相色譜法[5-7]。王成胤等[8-9]基于貝諾酯的電化學(xué)活性分別在碳糊電極和納米銀修飾的碳糊電極上測(cè)定了藥物中貝諾酯的含量，但是由于電活性物質(zhì)在碳糊電極上容易脫落，故穩(wěn)定性和重現(xiàn)性不好。本文嘗試了用單壁碳納米管修飾電極來(lái)研究貝諾酯的電化學(xué)行為。碳納米管修飾電極將碳納米管的優(yōu)良性能與化學(xué)修飾電極的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),能顯著降低反應(yīng)物的過(guò)電位和檢測(cè)限，增大反應(yīng)物的響應(yīng)電流，是一種理想的電極修飾材料[10]。實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)單壁碳納米管修飾電極對(duì)貝諾酯的氧化具有明顯的電催化作用，大大地提高了貝諾酯的氧化峰電流。接著我們優(yōu)化了影響貝諾酯氧化峰電流測(cè)定的各種因素，建立了一種簡(jiǎn)單、快速、靈敏測(cè)定貝諾酯片劑中貝諾酯的新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

LK98BII電化學(xué)工作站(天津蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司)；三電極體系：?jiǎn)伪谔技{米管修飾或者裸玻碳電極作為工作電極，鉑絲作為對(duì)電極，飽和甘汞電極(SCE)作為參比電極；KS-300D型超聲波清洗器(寧波科生儀器廠)；pHS-3C型數(shù)字酸度計(jì)(杭州東星儀器設(shè)備廠)。貝諾酯(上海順勃生物工程技術(shù)公司)溶于無(wú)水乙醇配制成1.0×10-3mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時(shí)用水逐級(jí)稀釋至所需濃度；N，N-二甲基甲酰胺(DMF)；0.04 mol/L B-R(磷酸、硼酸和醋酸混合液)緩沖溶液；單壁碳納米管(中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)所)；其它試劑均為分析純，所有試劑均未經(jīng)純化；實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.2 修飾電極的制備

首先將玻碳電極依次用粒徑為0.3 μm和0.05 μm的Al2O3在拋光絨布上打磨，接著分別放入到無(wú)水乙醇和二次蒸餾水中超聲清洗5 min，自然晾干備用；然后在10 mL的DMF溶液中加入5 mg羧基化后的單壁碳納米管，超聲振蕩40 min，使單壁碳納米管均勻分散在DMF溶液中；最后用微量進(jìn)樣器移取15 μL該分散液于拋光的玻碳電極表面，置于紅外燈下，待溶劑完全揮發(fā)后即可制得單壁碳納米管修飾電極。

1.3 電化學(xué)測(cè)試

準(zhǔn)確移取10 mL B-R緩沖溶液到電解池中，然后將單壁碳納米管修飾玻碳電極放入到該緩沖溶液中，進(jìn)行多次的循環(huán)伏安掃描，直到得到穩(wěn)定的循環(huán)伏安曲線；然后在此緩沖溶液中加入一定體積的貝諾酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，記錄其伏安曲線，測(cè)量1.10 V處的氧化峰電流。每次測(cè)定完成后，把修飾電極放在空白緩沖溶液中進(jìn)行多次的循環(huán)伏安掃描，用以除去吸附在修飾電極表面的貝諾酯。

2 結(jié)果與討論

2.1 貝諾酯的電化學(xué)研究

首先，我們采用循環(huán)伏安法考察了貝諾酯(1.0×10-5mol/L)在不同電極上的電化學(xué)行為，如圖2所示。貝諾酯在裸玻碳電極上(曲線a)出現(xiàn)一個(gè)靈敏度不高的氧化峰，峰電位為1.08 V；經(jīng)過(guò)單壁碳納米管修飾后，出現(xiàn)了顯著的氧化峰(曲線c)，峰電位位于1.10 V。相比裸玻碳電極峰電位正移了近30 mV，而且峰電流顯著增加，說(shuō)明單壁碳納米管加速了貝諾酯和電極間的電子傳遞速率，對(duì)貝諾酯有較強(qiáng)的電催化作用；在陰極化掃描過(guò)程中，沒(méi)有相應(yīng)的還原峰出現(xiàn)，說(shuō)明貝諾酯在單壁碳納米管修飾電極上的電極反應(yīng)是一個(gè)完全不可逆過(guò)程。曲線2b為單壁碳納米管修飾電極在空白的B-R緩沖溶液中的循環(huán)伏安圖。由圖2b可以看出，該修飾電極在空白的B-R緩沖溶液中沒(méi)有任何的電化學(xué)響應(yīng)。同裸電極相比，背景電流較大。背景電流大是由于單壁碳納米管修飾到電極后增大了電極表面積。另外貝諾酯的氧化峰電流隨掃描次數(shù)的增加從第2圈起明顯降低，最后趨于穩(wěn)定,這說(shuō)明反應(yīng)物或產(chǎn)物在修飾電極表面發(fā)生了吸附。本文以貝諾酯第1圈的氧化峰電流為測(cè)定信號(hào)。

圖2 貝諾酯在不同修飾電極上的循環(huán)伏安圖Fig.2 Cyclic voltammograms of benorilate at different modified electrodes

2.2 最佳條件的選擇

2.2.1 支持電解質(zhì)的選擇

本實(shí)驗(yàn)比較了貝諾酯在KCl、H2SO4、HAc、H3PO4、NaOH以及各種不同pH值的緩沖溶液中的電化學(xué)響應(yīng)，如pH 3.5～5.6的0.1 mol/LNaAc-HAc緩沖溶液、pH 5.0～8.0的0.1 mol/L Na2HPO4-NaH2PO4緩沖溶液、pH 8.0～11.0的0.1 mol/L NH3-NH4C1緩沖溶液、pH 1.0～5.0的0.1 mol/L酒石酸-NaOH緩沖溶液以及pH 2.0～12.0的0.04 mol/L B-R緩沖溶液。結(jié)果表明貝諾酯在0.04 mol/L B-R緩沖溶液中氧化峰峰電流較高、峰型較好，而且背景電流較低，所以在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中選取的支持電解質(zhì)為0.04 mol/L B-R緩沖溶液。

2.2.2 pH值的影響

在pH 3.0～9.0的B-R緩沖溶液中，用循環(huán)伏安法研究了pH值對(duì)貝諾酯氧化峰電流影響,如圖3所示。由圖3可知，貝諾酯的氧化峰電流先隨pH值的增大而顯著增加，在pH值為5.0時(shí)達(dá)到最大值；隨后隨pH的增大而緩慢降低，且峰形變差。故選擇pH 5.0的B-R緩沖溶液作為分析體系。

至于氧化峰電位Ep，則隨pH值的增大而逐漸負(fù)移。在pH 為3.0～9.0時(shí)，Ep與pH呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(如圖4所示)，線性方程為Ep(V)=1.240-0.030 1 pH (r=-0.989 7)，表明氫離子參加了貝諾酯的電極反應(yīng)。

圖3 B-R緩沖溶液的pH對(duì)貝諾酯氧化峰電流的影響Fig.3 Effect of B-R buffer solution pH on the oxidation peak current of benorilate

圖4 B-R緩沖溶液的pH對(duì)貝諾酯氧化峰電位的影響Fig.4 Effect of B-R buffer solution pH on the oxidation peak potential of benorilate

2.2.3 碳納米管用量的影響

貝諾酯氧化峰電流與單壁碳納米管分散液用量(即膜厚)的關(guān)系，如圖5所示。當(dāng)用量小于15 μL時(shí)，隨著單壁碳納米管分散液用量的增加，貝諾酯的氧化峰電流逐漸增大;當(dāng)單壁碳納米管分散液的用量由15 μL增加到18 μL時(shí)，貝諾酯的氧化峰電流變化不大;當(dāng)單壁碳納米管分散液的用量超過(guò)18 μL，貝諾酯的氧化峰電流逐漸降低。上述現(xiàn)象的機(jī)理是：分散液用量較少時(shí)，單壁碳納米管吸附的貝諾酯的量較少，峰電流較低；當(dāng)分散液用量較多(超過(guò)18 μL)時(shí),盡管膜變厚了，但是電極的有效面積很難進(jìn)一步增加，相反，由于部分碳納米管易于從電極表面脫落而使膜變得不穩(wěn)定，故峰電流反而降低。因此實(shí)驗(yàn)中單壁碳納米管分散液的用量為15 μL。

圖5 單壁碳納米管分散液的用量對(duì)貝諾酯氧化峰電流的影響Fig.5 Effect of the amount of SWNT suspension on the oxidation peak current of benorilate

2.2.4 掃描速度的影響

在單壁碳納米管修飾電極上，用循環(huán)伏安法研究了掃描速度與貝諾酯氧化峰電流的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)貝諾酯的氧化峰電流隨掃描速度的增加而增大，在25～250 mV/s的范圍內(nèi)，貝諾酯的氧化峰電流(ip)與掃描速度(υ)之間呈良好的線性關(guān)系(圖6)，線性方程為：ip(μA)=-16.62-144.2υ(V/s)(r=-0.984 6)，表明該電極過(guò)程是受吸附控制的。另外，隨掃描速度的增大，充電電流也逐漸增大，為了獲得較好的信噪比，實(shí)驗(yàn)中選擇的掃描速度為100 mV / s。

2.3 校準(zhǔn)曲線

圖6 掃描速度對(duì)貝諾酯氧化峰電流的影響Fig.6 Effect of scanning rate on the oxidation peak current of benorilate in B-R buffer

圖7 貝諾酯的氧化峰電流與其濃度的關(guān)系Fig.7 The relationship of oxidation peak current of benorilate and its concentration

在以上優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，考察了貝諾酯的氧化峰電流與其濃度之間的關(guān)系,如圖7所示。由圖7可以看出，在貝諾酯濃度為2.8×10-6～1.4×10-4mol/L時(shí)，貝諾酯的氧化峰電流與其濃度呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,線性回歸方程為

ip(μA)=-34.78-0.340 5c(μmol/L)

(R2=0.975 4)，檢出限為4.8×10-7mol/L。

2.4 干擾實(shí)驗(yàn)

在上述體系中，對(duì)1.0×10-5mol/L的貝諾酯進(jìn)行了干擾實(shí)驗(yàn)。研究表明100倍的Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Al3+、Pb2+、抗壞血酸、葡萄糖幾乎不干擾貝諾酯的測(cè)定(相對(duì)誤差﹤5%)，說(shuō)明單壁碳納米管修飾電極對(duì)貝諾酯的測(cè)定有很好的選擇性。

2.5 穩(wěn)定性與重現(xiàn)性

將同一支玻碳電極按照同樣的修飾方式修飾5次，接著浸入到同樣濃度的貝諾酯溶液中，得出貝諾酯的氧化峰電流偏差為3.1%;同一支單壁碳納米管修飾電極在5份相同濃度的貝諾酯溶液中測(cè)定，5次測(cè)定的峰電流偏差很小;同一支玻碳電極每天重復(fù)測(cè)定3次，15 d后，貝諾酯的氧化峰電流下降了6.8%。

2.6 樣品分析

將10片貝諾酯片劑(湖南漢森制藥有限公司，標(biāo)示量0.5 g/片)研細(xì)，混勻后準(zhǔn)確稱(chēng)取適量(相當(dāng)于貝諾酯0.5 g)，用無(wú)水乙醇溶解定容至100 mL，靜置12 h后取上層清液進(jìn)行測(cè)定。對(duì)樣品進(jìn)行6次平行測(cè)定，平均值為0.49 g/片，與標(biāo)示值0.5 g/片(高效液相色譜測(cè)定)相近，相對(duì)平均偏差為4.0%。用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定回收率，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，平均回收率為101.4%。

表1 貝諾酯回收率的測(cè)定(n=6)

3 結(jié)論

以單壁碳納米管修飾電極為工作電極,系統(tǒng)地研究了貝諾酯在B-R緩沖溶液中的電化學(xué)行為?？疾炝擞绊懛咫娏鞯母鞣N因素，在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，貝諾酯的氧化峰電流與其濃度(2.8×10-6～1.4×10-4mol/L)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，檢出限為4.8×10-7mol/L。本文建立的在單壁碳納米管修飾電極上測(cè)定貝諾酯的方法有較高的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，可用于實(shí)驗(yàn)樣品貝諾酯片劑的測(cè)定中。

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(責(zé)任編輯：孫新華)

啟 事

本刊已入編《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)》、“中國(guó)期刊網(wǎng)”、“萬(wàn)方數(shù)據(jù)——數(shù)字化期刊群”、《中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)》、《美國(guó)化學(xué)文摘》和《CEPS華藝中文電子期刊》，作者著作權(quán)使用費(fèi)在本刊稿酬中一并給付(另有約定者除外)。對(duì)此不同意者，請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿時(shí)說(shuō)明。

Determination of Benorilate in Benorilate Tablets by Single-wall Carbon Nanotube-modified Electrode

KONG Fenying1, Lü Yao2, LI Jinyan1, LU Yan1, WANG Wei1

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng Jiangsu 224051, China;2.Shanghai Double Happiness Co., Ltd, Shanghai 200070, China)

The electrochemical behaviors of benorilate at single-wall carbon nanotabes (SWNTs)-modified glassy carbon electrode (GCE) have been investigated by cyclic voltammetry. At the SWNTs-modified GCE, benorilate yields a well-defined oxidation peak at 1.10 V (vs. SCE) in a Britton-Robinson (B-R) buffer solution (pH 5.0). Compared with the bare GCE, the peak potential shifted positively about 30 mV, and the peak current increased 5 times. Under the optimal conditions, the oxidation peak current of benorilate is linear with its concentration in the range of 2.8×10-6～1.4×10-4mol/L, and the detection limit is 4.8×10-7mol/L. The proposed method has been applied to the determination of benorilate in drug tablets, and the results are satisfied.

Single-wall carbon nanotube; Benorilate; Chemically modified electrode; Electrochemical determination

10.16018/j.cnki.cn32-1650/n.201504001

2015-09-12

孔粉英(1979-)，女，河北邢臺(tái)人，講師，博士，主要研究方向?yàn)樾滦凸δ芗{米材料的合成及其生物傳感。

R927.2

A

1671-5322(2015)04-0001-05