6-硫鳥(niǎo)嘌呤與鄰氨基苯磺酸共聚物修飾電極的制備及其對(duì)抗壞血酸和多巴胺的同時(shí)測(cè)定

蘭德香，張　雷

(上海師范大學(xué)　生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院　化學(xué)系，上?！?00234)

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6-硫鳥(niǎo)嘌呤與鄰氨基苯磺酸共聚物修飾電極的制備及其對(duì)抗壞血酸和多巴胺的同時(shí)測(cè)定

蘭德香，張雷*

(上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院化學(xué)系，上海200234)

抗壞血酸(AA)是一種天然存在的具有抗氧化性質(zhì)的有機(jī)化合物[1-2]，是均衡飲食的重要成分，也是維持人體健康必需的一種水溶性維生素。在人體組織中，AA具有很強(qiáng)的生理活性：促進(jìn)膠質(zhì)的形成，參與神經(jīng)介質(zhì)的反應(yīng)及類(lèi)固醇、酪氨酸的代謝，蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化及機(jī)體的氧化、還原等復(fù)雜代謝過(guò)程，促進(jìn)生長(zhǎng)和抗體的形成，增強(qiáng)對(duì)疾病的抵抗力，如普通感冒、神經(jīng)性疾病、癌癥和艾滋病等[1,3-4]。此外，AA常被作為食品添加劑用于腌肉、果蔬罐頭以及啤酒飲料等食品中，起到促進(jìn)呈色及抗氧化等作用[2,5]。人體若長(zhǎng)期缺乏AA將會(huì)導(dǎo)致壞血病等疾病的發(fā)生，因此對(duì)AA的定量分析檢測(cè)具有重要意義。

多巴胺(DA)是哺乳類(lèi)動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的神經(jīng)遞質(zhì)，人體內(nèi)DA含量失調(diào)會(huì)引發(fā)心臟病、帕金森氏癥等疾病[1,3]。另外，DA類(lèi)物質(zhì)還是重要的擬腎上腺素藥，可用于心原性及感染性休克的急救及神經(jīng)紊亂、支氣管哮喘、高血壓和心肌梗塞等疾病的治療[6]。因此，DA濃度的測(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。目前，對(duì)于AA和DA等生物分子的檢測(cè)主要采用光譜法[7]、高效液相色譜法[8]、電泳法[9]、酶法[10]及電化學(xué)法[1,3,11]等。但這些方法普遍存在易受其他還原性物質(zhì)干擾和靈敏度低等缺點(diǎn)。雖然光譜法和高效液相色譜法能提高靈敏度和增強(qiáng)專(zhuān)一性，但復(fù)雜的樣品前處理程序、漫長(zhǎng)的分析時(shí)間及大型、昂貴的分析儀器導(dǎo)致其未能得到廣泛應(yīng)用；電泳法和酶法也因程序繁瑣和價(jià)格昂貴[12-13]而受到了限制。

AA、DA的電活性[14]及電化學(xué)方法的快速、簡(jiǎn)便、高靈敏、低成本和高選擇性等優(yōu)點(diǎn)[12]，使人們對(duì)二者的電化學(xué)分析方法越來(lái)越重視。但由于人體內(nèi)AA的濃度通常為DA的10～100倍[15]，且AA和DA在常規(guī)電極上具有較高的相互接近的氧化過(guò)電位、電子傳遞速率緩慢、其本身及其氧化產(chǎn)物易吸咐在電極表面而使電極“污染”等特點(diǎn)，從而極大地影響了分析效果[1,6,14]。為了提高測(cè)定的選擇性和靈敏度，人們將多種材料覆蓋在電極表面制備了各種各樣的修飾電極，如石墨烯[16]、碳納米管[1,17]、金屬納米粒子[18-19]、導(dǎo)電聚合物[3,20-22]等。聚合物修飾電極由于制備方法簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，活性基團(tuán)的濃度大，電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)強(qiáng)及選擇性良好而被廣泛應(yīng)用于物質(zhì)檢測(cè)及分析，如聚噻吩[21]、聚噻唑[22]、聚谷氨酸[23]、聚苯胺[11,24]、聚吡咯[25]等已被大量報(bào)道；而對(duì)于嘌呤的聚合、在修飾電極上的應(yīng)用及其與生物分子相互作用方面的研究鮮有報(bào)道。本文采用電聚合法將6-硫鳥(niǎo)嘌呤(6-TG)和鄰氨基苯磺酸(ABSA)進(jìn)行共聚制備了6-TG和ABSA二者共聚物修飾的玻碳電極(GCE)，詳細(xì)研究了該修飾電極的形貌及其電化學(xué)特性，并將其應(yīng)用于尿樣中AA和DA 的檢測(cè)，結(jié)果滿(mǎn)意。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

6-TG、ABSA(上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司)，AA(上海曹楊二中化工廠)，DA(Sigma公司)，PBS(pH 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)用水為二次去離子水(18.2 MΩ·cm)。

CHI660C電化學(xué)工作站(上海辰華有限公司)；三電極系統(tǒng)：參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；輔助電極為鉑電極(Pt)；工作電極為GCE(Ф=3.0 mm)、聚6-TG修飾的GCE(P6-TG/GCE)，聚ABSA修飾的GCE(PABSA/GCE)及聚(6-TG+ABSA)修飾的GCE(P6-TG-ABSA/GCE)。

S-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM，日本日立公司)；DPV測(cè)試電位為-0.2～0.7 V，掃速為0.02 V·s-1，脈沖幅度為0.025 V·s-1，頻率為0.5 s，脈沖寬度為0.06 s。在所有實(shí)驗(yàn)中，溶液和電極保持靜止，均在室溫(約20±3 ℃)下完成。

電化學(xué)阻抗(EIS)測(cè)量均在1 mmol·L-1K3Fe(CN)6、1 mmol·L-1K4Fe(CN)6及0.1 mol·L-1KNO3的混合液中進(jìn)行。開(kāi)路電位為0.21 V，頻率范圍為0.01～100 kHz。

1.2修飾電極的制備

將GCE依次用0.3 μm和0.05 μm的氧化鋁粉拋光至鏡面，用水沖洗后，再依次在無(wú)水乙醇和水中各超聲清洗 2 min，高純氮?dú)獯蹈?，室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

將處理好的GCE置于含有1 mmol·L-16-TG和1 mmol·L-1ABSA的 0.1 mol·L-1H2SO4混合液中，用循環(huán)伏安法(CV)以0.05 V·s-1的掃速在-0.6～2.0 V范圍內(nèi)掃描15圈后，取出電極，再將修飾后的電極分別置于乙醇和水中各超聲清洗 2 min，以除去表面未反應(yīng)的6-TG和ABSA單體，從而制得聚(6-TG+ABSA)修飾的GCE(P6-TG-ABSA/GCE)。將修飾電極置于0.1 mol·L-1pH 5.0的PBS溶液中室溫保存，備用。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

在10 mL容量瓶中，加入一定量的AA和DA混合溶液，用pH 5.0的0.1 mol·L-1PBS稀釋至刻度。移取3 mL該溶液于電解池中，以P6-TG-ABSA/GCE為工作電極，采用循環(huán)伏安法或差分脈沖伏安法，研究修飾電極對(duì)AA和DA的電催化氧化及同時(shí)測(cè)定。

2結(jié)果與討論

2.1修飾電極的制備與表征

2.1.16-TG/ABSA在GCE上的電化學(xué)聚合圖1為GCE在含有1 mmol·L-1ABSA、1 mmol·L-16-TG及含有1 mmol·L-1ABSA+1 mmol·L-16-TG混合物的H2SO4(0.1 mol·L-1)溶液中電聚合15圈的CV圖。

由圖1可以看出，與ABSA(圖1A)和6-TG(圖1B)的單獨(dú)電聚合行為相比，ABSA和6-TG混合物的電化學(xué)行為(圖1C)具有顯著的不同，這表明ABSA和6-TG確實(shí)發(fā)生了共聚反應(yīng)而生成了新的聚合物。基于ABSA(圖1A)和6-TG(圖1B)的電化學(xué)行為，在二者共聚的CV圖(圖1C)中，CV掃描的第1圈，出現(xiàn)了2個(gè)峰電位分別位于0.75 V和1.07 V的氧化峰和1個(gè)峰電位位于-0.19 V的還原峰。其中，位于0.75 V的氧化峰歸因于6-TG分子中巰基的氧化而生成6-TG陽(yáng)離子自由基(6-TG+)；位于1.07 V的氧化峰則是由于ABSA單體中的氨基被氧化[26]而生成ABSA陽(yáng)離子自由基(ABSA+)；位于-0.19 V的還原峰應(yīng)是6-TG+和ABSA+發(fā)生陽(yáng)離子交聯(lián)反應(yīng)(Cross-reaction)生成的6-TG和ABSA的二聚物/低聚物的電還原所致。從第2圈開(kāi)始，位于0.75 V和1.07 V的2個(gè)氧化峰逐漸減弱并消失；從第4圈開(kāi)始，出現(xiàn)了4個(gè)峰電位分別位于0.60，0.73，1.20，1.58 V的新氧化峰。這是由于在第1圈中，當(dāng)6-TG和ABSA分別被氧化生成其相應(yīng)的陽(yáng)離子自由基后，其陽(yáng)離子自由基6-TG+和ABSA+即發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)生成二者的二聚物/低聚物，這些二聚物/低聚物在第2圈掃描中即發(fā)生各自的電氧化反應(yīng)而形成了相應(yīng)的氧化峰；隨著交聯(lián)反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，電極表面6-TG+和ABSA+的量逐漸減少，最終全部轉(zhuǎn)化為聚合物，從而導(dǎo)致第1圈中的兩個(gè)氧化峰逐漸減弱并消失。隨著CV掃描的持續(xù)進(jìn)行，新出現(xiàn)的4個(gè)氧化峰和位于-0.19 V的還原峰不僅穩(wěn)定存在，而且其峰電流均隨著掃描圈數(shù)(4→15)的增加而增大。這表明通過(guò)6-TG+和ABSA+交聯(lián)反應(yīng)生成的聚合物不僅成功地修飾在電極表面，而且隨著掃描的持續(xù)進(jìn)行，電極表面共聚物的量增多，直至15圈為止。此外，值得注意的是，從第2圈開(kāi)始，共聚物的起始氧化電位(Onset potential)隨著掃描的持續(xù)進(jìn)行呈逐漸負(fù)移的趨勢(shì)，這表明共聚物的骨架鏈逐漸增長(zhǎng)，聚合物的共軛度逐漸增大，從而使其越來(lái)越易被氧化[27]。最后，在電極表面觀察到一層光滑、均勻的深藍(lán)色薄膜。

聚合結(jié)束(15圈)后，用水仔細(xì)沖洗電極表面聚合物薄膜中未發(fā)生聚合反應(yīng)的單體，并再次將其置于0.1 mol·L-1H2SO4的空白溶液中，在-0.6～2.0 V范圍內(nèi)以0.05 V·s-1掃速繼續(xù)掃描15圈，使電極表面未反應(yīng)的6-TG和ABSA單體繼續(xù)氧化聚合，并使電極表面的共聚物進(jìn)行深度的“重排”，使其更加有序化(圖2)。

2.1.2修飾電極的表面形貌 圖2為P6-TG/GCE，PABSA/GCE及P6-TG-ABSA/GCE的SEM圖。由圖2可知，固載在電極表面的這3種聚合物膜分別呈現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)形貌。其中，P6-TG膜呈“棒-塊”狀交替的非均勻結(jié)構(gòu)(圖2A)，聚合物棒的直徑約為30～60 nm，塊狀物的直徑約為50～200 nm；PABSA呈較為均勻的一層膜(圖2B)，其間分布著一維的直徑約為50～80 nm、長(zhǎng)度約為1～5 μm的線狀聚合物；共聚物P6-TG-ABSA膜呈均勻光滑的有序納米粒子結(jié)構(gòu)，納米粒子的直徑約為2～50 nm(圖2C)。這不僅表明共聚物膜P6-TG-ABSA成功地修飾到電極表面，而且也顯示該共聚物膜在電極表面的有序生成。這種均勻、有序的納米結(jié)構(gòu)為生物分子的負(fù)載及其電催化氧化提供了更好的活性平臺(tái)。

圖2　P6-TG/GCE(A)，PABSA/GCE(B) 及P6-TG-ABSA/GCE(C)的掃描電鏡圖

由圖3可知，GCE的電荷交換電阻約為40 Ω；當(dāng)在其表面修飾上PABSA膜時(shí)，其Rct值增至400 Ω；當(dāng)在其表面修飾上P6-TG膜時(shí)，Rct值增至1 250 Ω；當(dāng)在其表面修飾上P6-TG-ABSA膜時(shí)，電極的Rct值顯著增加到2 300 Ω。EIS結(jié)果不僅表明P6-TG膜、PABSA膜和P6-TG-ABSA膜對(duì)電荷的傳遞具有阻礙作用，而且也表明共聚物P6-TG-ABSA膜已修飾在電極表面。

圖3　GCE(a),PABSA/GCE(b),P6-TG/GCE(c)和P6-TG-ABSA/GCE(d)的EIS圖Fig.3　EIS plots of GCE(a)，PABSA/GCE(b)，P6-TG/GCE(c) and P6-TG-ABSA/GCE(d) in the presence of equimolar 1 insert：the Randles equivalent circuit；electrolyte：0.1 mol·L-1 KNO3

2.2AA和DA在修飾電極上的電化學(xué)氧化

為研究AA和DA在修飾電極上的電化學(xué)行為，分別考察了AA和DA在GCE,PABSA/GCE,P6-TG/GCE和P6-TG-ABSA/GCE上的伏安響應(yīng)(見(jiàn)圖4)。從圖4A可以看出，在GCE(曲線a)上，AA呈現(xiàn)出1個(gè)位于0.30 V處寬的弱氧化峰；在PABSA/GCE(曲線b)上，AA的氧化峰電位為0.22 V。與裸GCE相比，AA在PABSA/GCE上不僅具有較低的氧化過(guò)電位，而且其氧化峰電流也大幅增加，為其在GCE上峰電流的1.7倍；在P6-TG/GCE(曲線c)上，AA具有比在PABSA/GCE上更低的氧化峰電位(0.16 V)和更強(qiáng)的峰電流響應(yīng)(為其在GCE上峰電流值的1.8倍)；在P6-TG-ABSA/GCE(曲線d)上，AA的氧化峰電位為0.18 V。與裸GCE相比，AA在P6-TG-ABSA/GCE上不僅具有較低的氧化過(guò)電位，而且氧化峰電流也大大增加，為其在裸GCE上峰電流值的3.1倍。由此可見(jiàn)，與裸GCE相比，AA在PABSA/GCE、P6-TG/GCE和P6-TG-ABSA/GCE上均有較低的氧化過(guò)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)氧化具有催化作用，而P6-TG-ABSA/GCE電極的催化作用最為顯著。

從圖4B可以看出，在GCE(曲線a)上，DA在0.37 V處呈現(xiàn)1個(gè)很寬的弱氧化峰，而在PABSA/GCE(曲線b)、P6-TG/GCE(曲線c)和P6-TG-ABSA/GCE(曲線d)上，DA的氧化過(guò)電位均負(fù)移，分別為0.31，0.30，0.30 V；且峰電流均增大，分別為DA在GCE上峰電流的2.0，2.9及7.3倍，以P6-TG-ABSA/GCE的表現(xiàn)最為突出。在該共聚物修飾的GCE上，DA的氧化峰負(fù)移到0.30 V處，較GCE減小了0.07 V，且峰電流為GCE，PABSA/GCE及P6-TG/GCE的7.3，3.7和2.5倍，這表明P6-TG-ABSA/GCE對(duì)DA有較好的催化氧化作用。

2.3P6-TG-ABSA/GCE對(duì)混合液中AA和DA的電化學(xué)區(qū)分

為了考察P6-TG-ABSA/GCE的實(shí)用性，分別采用CV法和DPV法研究了AA和DA的混合液在GCE,PABSA/GCE,P6-TG/GCE和P6-TG-ABSA/GCE上的電化學(xué)行為(圖5)。

圖5A為2 500 μmol·L-1AA和85 μmol·L-1DA的混合溶液在裸GCE(曲線a)，PABSA/GCE(曲線b)，P6-TG/GCE(曲線c)和P6-TG-ABSA/GCE(曲線d)上的CV圖。由圖中曲線a、b可知，AA和DA在GCE和PABSA/GCE上的氧化峰幾乎重疊，不能將二者區(qū)分開(kāi)；而從曲線c、d可以看出，AA和DA的混合液在P6-TG/GCE和P6-TG-ABSA/GCE上呈現(xiàn)出兩個(gè)分開(kāi)的氧化峰。另外，與AA和DA在P6-TG/GCE上的氧化峰相比，其在P6-TG-ABSA/GCE上具有更強(qiáng)的峰電流響應(yīng)。值得注意的是，PABSA膜對(duì)DA有較好的催化氧化作用，而P6-TG膜對(duì)AA和DA的重疊氧化峰有較好的區(qū)分作用，二者的協(xié)同作用使得P6-TG-ABSA/GCE不僅能很好地區(qū)分AA和DA的氧化峰，而且能使其氧化電流大大增加。在P6-TG-ABSA/GCE(曲線d)上，AA和DA的氧化峰電位分別位于0.18 V和0.35 V，峰間距為0.17 V。以上結(jié)果表明，該修飾電極不僅能有效改善AA和DA的電化學(xué)行為，而且能將AA和DA在GCE上的重疊氧化峰完全分開(kāi)成兩個(gè)靈敏的氧化峰。因此，該修飾電極可用于混合液中AA和DA的選擇性測(cè)定和同時(shí)測(cè)定。

圖5B為2 500 μmol·L-1AA和85 μmol·L-1DA的混合溶液分別在裸GCE(曲線a)、PABSA/GCE(曲線b)、P6-TG/GCE(曲線c)和P6-TG-ABSA/GCE(曲線d)上的DPV圖。由圖可知，AA和DA的混合液在GCE上分別于0.14 V和0.31 V處出現(xiàn)兩個(gè)寬的弱氧化峰，在PABSA/GCE和P6-TG/GCE上分別于0.12 V/0.28 V和0.14 V/0.31 V處出現(xiàn)兩個(gè)氧化峰，在P6-TG-ABSA/GCE上分別于0.10 V和0.30 V處出現(xiàn)兩個(gè)氧化峰。以上結(jié)果表明，P6-TG-ABSA/GCE不僅能對(duì)AA和DA的氧化峰電位進(jìn)行有效區(qū)分(AA與DA的峰間距為0.20 V)，而且能有效地改善AA和DA的峰電流響應(yīng)：AA在該共聚物修飾電極上的峰電流值分別為其在GCE，PABSA/GCE及P6-TG/GCE上的8.9，9.1及3.1倍；DA在該修飾電極上的峰電流值分別為其在GCE，PABSA/GCE及P6-TG/GCE上的12.2，1.6及2.0倍。這表明該電極可以用于混合液中AA和DA的選擇性測(cè)定和同時(shí)測(cè)定。

2.4介質(zhì)酸度的選擇

介質(zhì)的酸度對(duì)AA和DA的電化學(xué)行為有較大影響。考察了不同酸度介質(zhì)下AA和DA的電化學(xué)行為。圖6為P6-TG-ABSA/GCE在不同酸度(pH 4.0～9.0)的0.1 mol·L-1PBS介質(zhì)中對(duì)AA和DA的電化學(xué)響應(yīng)。由圖6可知，AA和DA的氧化峰電位均隨著介質(zhì)pH值的增加而逐漸負(fù)移，說(shuō)明質(zhì)子參與了電極反應(yīng)。另外，從圖6A可以看出，當(dāng)介質(zhì)pH值從4.0增至5.0時(shí)，AA的峰電流值逐漸增加，并達(dá)到最大值，此后隨著溶液pH值的繼續(xù)增大，AA的氧化峰電流又逐漸減弱。從圖6B可以看出，隨著介質(zhì)的pH值從4.0增至7.0，DA的峰電流逐漸增加；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pH 5.0的0.1 mol·L-1PBS作為測(cè)定介質(zhì)。

圖7　DA存在下，不同濃度的AA在P6-TG-ABSA/GCE上的DPV圖Fig.7　DPV curves of AA at P6-TG-ABSA/GCE in the presence of DAcAA(a→m):100，500，1 000，1 400，1 700，2 000，2 200，2 800，3 100，3 400，4 000，4 300,4 700 μmol·L-1；cDA：110 μmol·L-1；buffer： pH 5.0 0.1 mol·L-1 PBS

2.5AA與DA在P6-TG-ABSA/GCE上的選擇性測(cè)定

為了考察共存于同一混合液中的AA和DA在電化學(xué)選擇性測(cè)定時(shí)相互之間的影響，分別在保持溶液中一種待測(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的峰電流隨其濃度的增加而線性增加，而DA的峰電流幾乎保持不變(圖7)。AA的峰電流在100～4 700 μmol·L-1濃度范圍內(nèi)，其線性方程為Ipa(AA)=2.453+0.003cAA(r=0.999 3)。同樣，若保持AA的濃度不變，在一定范圍內(nèi)增加DA的濃度，DA的峰電流也隨其濃度的增加而線性增加，而AA的峰電流幾乎保持不變，在10～320 μmol·L-1濃度范圍內(nèi)，DA的峰電流與其濃度的線性方程為Ipa(DA)=7.189+0.062 4cDA(r=0.999 8)。這表明在AA和DA共存的混合溶液中，一種物質(zhì)的存在不會(huì)干擾另外一種物質(zhì)的響應(yīng)。因此，P6-TG-ABSA/GCE可用于混合溶液中AA或DA的選擇性測(cè)定。

2.6AA與DA在P6-TG-ABSA/GCE上的同時(shí)測(cè)定

采用DPV法，將P6-TG-ABSA/GCE用于混合溶液中AA和DA的同時(shí)測(cè)定。結(jié)果顯示，AA和DA的氧化峰電流在一定范圍內(nèi)均隨其濃度的增加而線性增大，線性范圍分別為2～5 000 μmol·L-1和2～180 μmol·L-1，回歸方程分別為Ipa(AA)=2.45+0.003cAA(r=0.999 8)和Ipa(DA)=7.12+0.063cDA(r=0.999 7)。AA和DA的檢出限(S/N=3)分別為0.06 μmol·L-1和 0.05 μmol·L-1。相比于表1中列出的同時(shí)測(cè)定AA和DA的其他研究，本方法具有較好的選擇性和較寬的檢測(cè)范圍。

表1　本法與其它同時(shí)測(cè)定AA和DA的電化學(xué)方法的比較

2.7AA與DA在不同掃速下的電化學(xué)行為

考察了不同掃速下AA和DA在P6-TG-ABSA/GCE上的CV圖。結(jié)果顯示，當(dāng)掃速(v)在30～220 mV·s-1范圍時(shí)，AA的氧化峰電流隨掃速平方根的增大而線性增加，線性方程為Ipa(AA)=0.66v1/2+2.05(r=0.998 4)，表明AA在P6-TG-ABSA/GCE上的電極反應(yīng)為擴(kuò)散控制過(guò)程。當(dāng)掃速(v)在30～290 mV·s-1范圍時(shí)，DA的氧化峰電流隨掃速的增大而線性增大，線性方程為Ipa(DA)=0.11v+1.67(r=0.998 7)，表明DA在P6-TG-ABSA/GCE上的電極反應(yīng)受吸附過(guò)程控制。

2.8干擾研究

2.9電極的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性

采用重復(fù)測(cè)定含有120 μmol·L-1AA和60 μmol·L-1DA混合液的方法考察了P6-TG-ABSA/GCE的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。15次連續(xù)測(cè)定AA和DA結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為2.7%和2.3%；另外，用5根采用相同方法制備的修飾電極對(duì)含有120 μmol·L-1AA和60 μmol·L-1DA的混合液進(jìn)行測(cè)量，AA和DA的RSD分別為2.9%和2.5%，表明該修飾電極有較好的重現(xiàn)性。測(cè)定完畢后，將修飾電極在室溫下保存于0.1 mol·L-1PBS(pH 5.0)中，其峰電流在1周內(nèi)基本不變，2周后下降約3.8%，30 d后下降約5.7%，表明修飾電極具有較好的穩(wěn)定性。

2.10樣品分析

采用該電極對(duì)人體尿液樣本中的AA和DA進(jìn)行分析。尿液樣本在檢測(cè)前用0.1 mol·L-1pH 5.0的PBS進(jìn)行稀釋。為了驗(yàn)證該方法的有效性，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法在尿樣中加入一定量的AA和DA標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后測(cè)定AA和DA的濃度，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，AA和DA的回收率分別為97.1%～103.7%和94.5%～101.4%，表明P6-TG-ABSA/GCE能有效地應(yīng)用于實(shí)際樣品中AA和DA的同時(shí)測(cè)定。

表2　尿樣中AA和DA的同時(shí)測(cè)定(n=5)

*mean value(n=5);a.no detected

3結(jié)論

本文采用簡(jiǎn)單的兩步電化學(xué)法將6-TG和ABSA共聚在GCE表面，制備了均勻的聚6-TG-ABSA納米顆粒修飾的玻碳電極(P6-TG-ABSA/GCE)，并采用CV法和DPV法研究了AA和DA在該修飾電極上的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，納米態(tài)的共聚物顆粒不僅大大改善了AA和DA的氧化還原行為，而且還將兩者在裸電極上重疊的氧化波分成兩個(gè)明顯的強(qiáng)氧化峰。因此，P6-TG-ABSA/GCE可用于混合液中AA和DA的同時(shí)測(cè)定。該法具有修飾簡(jiǎn)單、靈敏度高、選擇性好和檢測(cè)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，已成功用于尿樣中AA和DA的同時(shí)測(cè)定。

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摘要：采用電化學(xué)法將6-硫鳥(niǎo)嘌呤(6-TG)和鄰氨基苯磺酸(ABSA)共聚在玻碳電極(GCE)表面，制備了6-TG和ABSA的共聚物(P6-TG-ABSA)修飾的GCE(P6-TG-ABSA/GCE)，并采用掃描電鏡(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)行表征。SEM圖片顯示6-TG和ABSA的共聚物呈規(guī)則、均勻的顆粒狀結(jié)構(gòu)，這有利于其對(duì)分析物的電催化作用；循環(huán)伏安和差分脈沖伏安分析結(jié)果表明，該修飾電極在0.1 mol·L-1的磷酸鹽緩沖溶液(PBS，pH 5.0)中，對(duì)抗壞血酸(AA)和多巴胺(DA)具有良好的電催化響應(yīng)，與其在聚6-硫鳥(niǎo)嘌呤和聚鄰氨基苯磺酸單聚物修飾電極上的電化學(xué)行為相比，二者的氧化峰電流明顯增加，峰電位差(ΔEpa)為0.20 V，可對(duì)二者進(jìn)行同時(shí)測(cè)定。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，AA和DA的線性范圍分別為2～5 000 μmol·L-1和2～180 μmol·L-1，相關(guān)系數(shù)分別為0.999 8和0.999 7，檢出限(S/N=3)分別為0.06，0.05 μmol·L-1。AA和DA在不同掃速下的電化學(xué)行為表明，AA在P6-TG-ABSA/GCE上的電極過(guò)程受擴(kuò)散過(guò)程控制，而DA的電極過(guò)程受吸附過(guò)程控制。將該修飾電極應(yīng)用于尿樣中AA和DA 的同時(shí)測(cè)定，結(jié)果滿(mǎn)意。

關(guān)鍵詞：6-硫鳥(niǎo)嘌呤；鄰氨基苯磺酸；抗壞血酸；多巴胺;修飾電極；電化學(xué)

Fabrication of Poly(6-Thioguanine-co-o-Aminobenzene Sulfonic Acid) Modified Glassy Carbon Electrode and Its Application in Simultaneous Determinationof Ascorbic Acid and DopamineLAN De-xiang,ZHANG Lei*

(Department of Chemistry,College of Life and Environmental Sciences,Shanghai Normal University,Shanghai200234,China)

Abstract：A poly(6-thioguanine-co-o-aminobenzene sulfonic acid)(P6-TG-ABSA) film modified glassy carbon electrode(GCE)(P6-TG-ABSA/GCE) was fabricated by electrochemical copolymerization of 6-thioguanine(TG) and o-aminobenzene sulfonic acid(ABSA).The surface morphology and electrochemical activity of the modified electrode were investigated by scanning electron microscopy(SEM) and electrochemical methods.The SEM images show that the copolymer film exhibits a granular surface structure with regular and homogeneous particles，which is helpful to the electro-catalytic oxidation of the analytes.The results of cyclic voltammetry(CV) and differential pulse voltammetry(DPV) show that the modified electrode exhibits strong electro-catalytic activities toward the oxidation of ascorbic acid(AA) and dopamine(DA) in 0.1 mol·L-1phosphate buffer solution(PBS，pH 5.0).Compared with those at P6-TG/GCE and PABSA/GCE，the current responses in anodic peak signal remarkably increase and the peak potential separation is 0.20 V at P6-TG-ABSA/GCE，which could be used for the simultaneous determination of AA and DA mixture with high sensitivity.Under the optimum conditions，the linear dependences of DPV current responses for AA and DA are observed in the concentration ranges of 2-5 000 μmol·L-1and 2-180 μmol·L-1,with correlation coefficients of 0.999 8 and 0.999 7，respectively.The detection limits(S/N=3) of AA and DA are 0.06 μmol·L-1and 0.05 μmol·L-1,respectively.The different electrochemical behaviors of AA and DA at P6-TG-ABSA/GCE at various scan rates indicate that the electrode reaction of AA is a diffusion-controlled process,and that of DA is an adsorption-controlled process.The P6-TG-ABSA/GCE is applied in the simultaneous determination of AA and DA concentrations in human urine samples with satisfactory results.

Key words：6-thioguanine;o-aminobenzene sulfonic acid;ascorbic acid;dopamine;modified electrode;electrochemistry

中圖分類(lèi)號(hào)：O657.1;Q564

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4957(2015)12-1339-09

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2015.12.002

通訊作者：*張雷，博士，副教授，研究方向：導(dǎo)電高聚物、生物傳感器及光譜電化學(xué)，Tel：021-64321701，E-mail:chemzl@shnu.edu.cn

基金項(xiàng)目：上海市教育科學(xué)研究項(xiàng)目(B-13034)

收稿日期：2015-05-18；修回日期：2015-06-20