聚鈣黃綠素修飾電極同時測定黃嘌呤和次黃嘌呤①

郎豐香，呂淑艷，鄧范艷，郭曉玲

(1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154003；2.佳木斯大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

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聚鈣黃綠素修飾電極同時測定黃嘌呤和次黃嘌呤①

郎豐香1，呂淑艷1，鄧范艷2，郭曉玲2

(1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154003；2.佳木斯大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

目的：研究黃嘌呤(XA)和次黃嘌呤(HX)在鈣黃綠素聚合膜修飾電極上的電化學(xué)行為。方法：單線掃描伏安法。結(jié)果：在鈣黃綠素修飾玻碳電極上，XA和HX的氧化信號得到顯著增強(qiáng),其氧化峰電流與XA和HX的濃度在0.5～60μmol/L范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系。結(jié)論：該電極對XA和HX的氧化具有良好的電催化特性，可用于實(shí)際樣品中XA和HX的同時測定。

鈣黃綠素修飾電極；黃嘌呤；次黃嘌呤

黃嘌呤(XA)和次黃嘌呤(HX)作為核苷酸分解代謝過程的中間產(chǎn)物，在被氧化成終產(chǎn)物尿酸的同時伴隨氧自由基的產(chǎn)生，而氧自由基與許多種疾病的發(fā)病機(jī)制具有關(guān)聯(lián)性[1～3]。因此，簡單、快速和靈敏的測定XA和HX在臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中具有重要的價值[4,5]。本文基于鈣黃綠素聚合膜修飾電極，研究了黃嘌呤和次黃嘌呤的電化學(xué)行為。該電極制備簡單、條件可控，對黃嘌呤和次黃嘌呤的電極反應(yīng)有電催化作用,可用于兩者的敏感測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

XA和HX購于Sigma公司；鈣黃綠素購于上海士峰生物公司；其它試劑均為分析純，溶液均由二次蒸餾水配置。CHI660E電化學(xué)工作站(上海辰華儀器有限公司)；3mm玻碳電極(上海辰華儀器有限公司)。

1.2 電極制備及電化學(xué)檢測

將玻碳電極用0.05μmol/L Al2O3拋光粉進(jìn)行拋光處理，分別用蒸餾水清洗，氮?dú)獯蹈?。將處理后的玻碳電極置于0.5 mol/L H2SO4中，循環(huán)伏安法于-1.0～1.5V電位范圍內(nèi)掃描10次，電極進(jìn)行陽極化處理。將二次蒸餾水清洗的電極，放置于0.1 mol/L鈣黃綠素(PBS，pH 7.4)溶液中，在-1.4～1.8V電位范圍內(nèi)，掃速0.1V/s，循環(huán)掃描 20 圈后取出。用二次蒸餾水沖洗之后，晾干，即制得鈣黃綠素修飾電極(PCA/GCE)。三電極體系作為電化學(xué)測試系統(tǒng)，PCA/GCE為工作電極，飽和Ag/AgCl為參比電極，鉑絲電極為對電極。采用循環(huán)伏安法(CV)和單線掃描伏安法(LSV)在室溫下進(jìn)行電化學(xué)測試。

2 結(jié)果

2.1 PCA/GCE的電化學(xué)表征

圖1為[Fe(CN)6]3-/4-分別在PCA/GCE和GCE上的循環(huán)伏安曲線。由圖1可見，[Fe(CN)6]3-/4-在PCA/GCE和GCE上均出現(xiàn)一對可逆的氧化峰和還原峰，呈現(xiàn)在PCA/GCE上的氧化還原峰電流強(qiáng)度顯著增加，可逆性明顯改善。說明PCA/GCE具有較高的電子傳導(dǎo)能力，極大地提高了[Fe(CN)6]3-/4-在其電極表面的電子轉(zhuǎn)移速率。

圖1 [Fe(CN)6]3-/4-在PCA/GCE上的測定

2.2 XA和HX在PCA/GCE上的電化學(xué)行為

圖2中曲線a和曲線b分別是50μmol/L XA和HX混合溶液在GCE和PCA/GCE上的線性掃描伏安圖。由圖2中曲線a可見，XA和HA在玻碳電極上的電流響應(yīng)非常弱，在0.705V附近才出現(xiàn)XA的氧化峰，在1.10V處有一峰型極不明顯的HA的氧化響應(yīng)，難以實(shí)現(xiàn)定量測定。在PCA/GCE電極上(圖2b),該混合物呈現(xiàn)兩個明顯的不可逆氧化峰，XA和HX的氧化峰電位分別移至0.69V和1.0V，兩峰之間的電位差達(dá)到310mV。與GCE電極相比，在PCA/GCE上，XA和HX的氧化信號得到顯著改善，不僅峰電流顯著提高，峰形變好，而且二者的氧化峰電位均不同程度的發(fā)生了負(fù)移。說明PCA/GCE對XA和HX表現(xiàn)出非常高的催化活性，可以顯著提高測定的靈敏度。

圖2 XA和HX在PCA/GCE上的測定

2.3 XA和HX濃度對電化學(xué)行為的影響

圖3為一系列不同濃度的XA和HX混合液在PCA/GCE上的線性掃描伏安圖。如圖3所示，在0.5～60 μmol/L的濃度范圍內(nèi)，XA和HX的氧化電流隨著二者濃度增加隨之線性增加，二者的氧化峰電流與其相應(yīng)的濃度之間均呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程分別為Ipa=1.51+0.01CXA (R2=0.991)和Ipa=1.885+0.028CHX (R2=0.988)。因此，可以表明所制備的電極能夠用于XA和HX的同時測定。

圖3 XA和HX在PCA/GCE上同時的測定

3 討論

鈣黃綠素作為一種廉價的熒光染料，因其分子中含有多個芳環(huán)結(jié)構(gòu)，電聚合后可以在電極表面形成含大π鍵共扼結(jié)構(gòu)的電活性聚合膜?；诖诵阅埽緦?shí)驗(yàn)制備了PCA/GCE。與GCE相比， [Fe(CN)6]3-/4-在PCA/GCE上呈現(xiàn)的一對可逆性良好的氧化峰和還原峰，不僅峰峰電位差ΔEp減小了，而且峰電流強(qiáng)度也顯著增加，可逆性明顯改善。說明PCA/GCE具有較高的電子傳導(dǎo)能力，極大地提高了[Fe(CN)6]3-/4-在其電極表面的電子轉(zhuǎn)移速率；XA和HX在PCA/GCE上同時氧化的電化學(xué)信號均得到顯著改善，不僅峰電流顯著提高，峰形變好，而且二者的氧化峰電位均不同程度的發(fā)生了負(fù)移。說明PCA/GCE可以顯著提高XA和HX測定的靈敏度，其原因可能源于PCA/GCE具有高濃度的羧基官能團(tuán)與富電子的氧原子，為黃嘌呤和次黃嘌呤的氧化提供眾多的活性位點(diǎn)，進(jìn)而降低電化學(xué)反應(yīng)的活化能。以上研究均表明PCA/GCE對XA和HX有明顯的電催化活性，能夠顯著提高XA和HX的氧化峰電流和降低氧化過電位，可用于兩者的敏感測定。另外，該電極制備簡單，條件可控，為聚合膜修飾電極用于細(xì)胞內(nèi)嘌呤的電化學(xué)檢測奠定基礎(chǔ)。

[1]M Kathiwala,AO Affum,J Perry,et al.Direct measurements ofxanthine in 2000-fold diluted xanthinuric urine with a nanoporous carbon fiber sensor[J].Analyst,2008,133:810-816

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[3]張克強(qiáng).心血管患者血中尿酸、黃嘌呤和次黃嘌呤含量的測定[J].蘭州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),1996,22:1-3

[4]Zhao G,Zang S Q,Liu K Z,et al.Determination of trace xanthine by anodic stripping voltammetry with carbon nanotrbe modified glassy carbon electrode[J].Anal Lett,2002,35:2233-2244

[5]Wang Z H,Zhang H.An inlaid super-thin carbon paste film modified electrode for simultaneous determination of xanthine and hypoxanthine[J].Chin J Anal Chem,2005,33:671-674

The modification of poly (calcein) electrode for the simultaneous determinations of xanthine and hypoxanthine

LANGFeng-xiang1,LüShu-yan1,DENGFan-yan2,GUOXiao-ling2

(1.The First Affiliated Hospital of Jiamusi University,Jiamusi 154003,China; 2.College of Pharmacy of Jiamusi University,Jiamusi 154007,China)

Objective:To investigate the electrochemical behavior of xanthine(XA) and hypoxanthine(HX) on poly (calcein) modified glassy carbon electrode (PCA/GCE).Methods:The linear sweep voltammetry method was used.Results:The oxidation peak current for XA and HX on PCA/GCE increased significantly compared with that on GCE and were linearly related to the concentrations of XA and HX in the range of 0.5～60 μmol/L.Conclusion:PCA/GCE displays superior electrocatalytic activity toward the oxidations of XA and HX.This electrode could be used for the simultaneous determination of XA and HX in practical samples.

poly(calcein) modified glassy carbon electrode; xanthine; hypoxanthine

佳木斯大學(xué)交叉學(xué)科項(xiàng)目，編號:JC2014-006。

郎豐香(1971～)女，黑龍江佳木斯人，學(xué)士，主管護(hù)師。

呂淑艷(1968～)女，黑龍江佳木斯人，本科，主管護(hù)師。E-mail:lvshuyan1968@163.com。

Q526+.2

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1008-0104(2016)05-0044-02

2016-02-12)